La degradación por radiación ultravioleta y las pérdidas por reflexión son dos enemigos silenciosos de las placas solares: reducen rendimiento, acortan la vida útil de los módulos y encarecen la fotovoltaica. En los últimos años, sin embargo, un grupo de soluciones inspiradas en la naturaleza y en biomateriales ha comenzado a ofrecer respuestas prácticas.
Desde películas biobasadas que bloquean casi por completo los rayos UV hasta recubrimientos con nano-texturas inspiradas en el “ojo de la polilla” que minimizan el reflejo, la investigación apunta a transformar tanto la eficiencia como la sostenibilidad de los paneles comerciales.
La ciencia al rescate de la degradación de los paneles fotovoltaicos
Un trabajo reciente muestra que una película de nanocelulosa teñida con extracto de piel de cebolla roja puede bloquear el 99,9% de la radiación UV hasta 400 nm, manteniendo al mismo tiempo buena transmisión en el rango visible, lo que la convierte en un candidato prometedor para proteger células de perovskita u orgánicas.
Otra vía complementaria usa la biomimética: replicar en la superficie del vidrio fotovoltaico las micro y nano estructuras que la naturaleza ya inventó. Las mallas sublongitudinales de los ojos de polilla crean un índice de refracción gradual que prácticamente elimina reflejos; estudios con réplicas industriales han reducido la reflectancia media a cifras del orden del 1–4%, mejorando la captación de luz a ángulos variables, una ventaja clave para los paneles que no siguen al sol.
Estas texturas, compatibles con procesos de nano-impresión, son cada vez más viables a escala industrial y pueden integrarse con recubrimientos hidrofóbicos para reducir suciedad y mantenimiento.
Más allá del vidrio y las capas protectoras, la biotecnología avanza hacia soluciones más radicales: los bio-fotovoltaicos (BPV) y los dispositivos biohíbridos mezclan fotobiología (proteínas fotosintéticas, microalgas o cianobacterias) con electrodos para generar corriente directamente a partir de la fotosíntesis.
Aunque hoy sus densidades de potencia y estabilidad están lejos de las placas comerciales de silicio, las revisiones científicas muestran avances constantes en transferencia electrónica extracelular y en la integración de materiales conductores biocompatibles, lo que abre la puerta a sensores autónomos, superficies generadoras de energía para el Internet de las cosas y, a medio plazo, a complementos energéticos para estructuras ligeras.
La mejora de la estabilidad de las celdas es otro campo donde los bio-materiales muestran potencial real. Las perovskitas, que son las más células prometedoras por su eficiencia, se han visto frenadas por su fragilidad frente a la humedad y los rayos UV.
Algunas investigaciones han usado polímeros y compuestos bioinspirados para “pasivar” defectos en la superficie y reducir la migración iónica, logrando saltos en estabilidad y manteniendo altos rendimientos. Estas estrategias, tomadas de adhesivos naturales o de estructuras orgánicas, permiten imaginar módulos más longevos sin recurrir exclusivamente a plásticos derivados del petróleo.
Las infraestructuras de recarga fotovoltaica, aquellos puntos de carga con marquesinas solares, cubiertas de aparcamiento y paneles integrados en la flota, se beneficiarían de recubrimientos y films que protejan frente al UV y reduzcan la limpieza, alargando la vida útil y manteniendo la potencia disponible.
Paneles más eficientes y duraderos reducen el coste nivelado de la energía (LCOE), lo que baja el coste operacional de alimentar flotas eléctricas y puntos públicos de recarga. A escala doméstica, vidrios y películas bio-basadas podrían hacer más rentable instalar fotovoltaica en fachadas y persianas, alimentando vehículos y viviendas con menor huella ambiental.
Del laboratorio a la realidad
Las soluciones científicas deben enfrentarse al escrutinio de la industria: escalabilidad de procesos, coste de materias primas, resistencia a décadas de exposición y reciclabilidad. Aunque el uso de nanocelulosa y colorantes naturales reduce dependencia de polímeros fósiles, hace falta garantizar cadenas de suministro sostenibles y pruebas de envejecimiento acelerado que certifiquen décadas de funcionamiento.
Los recubrimientos biomiméticos deben incorporarse al proceso de fabricación sin elevar excesivamente el precio por vatio. Y los bio-fotovoltaicos, por ahora, parecen más adecuados para nichos (sensores remotos, wearables) que para sustituir módulos de silicio a gran escala.
La convergencia entre biología, ciencia de materiales y fotónica ofrece soluciones tangibles para algunos de los problemas históricos de la energía solar: degradación por UV, pérdidas por reflexión y fragilidad frente a humedad. Para la movilidad sostenible, donde cada kilovatio cuenta, estas mejoras pueden traducirse en cargadores más baratos, flotas eléctricas con menor coste energético y paneles urbanos más integrados.
Queda por delante el reto de llevar lo prometido en el laboratorio a la línea de montaje, pero la hoja de ruta ya está dibujada: paneles menos plásticos, más biológicos y más capaces de resistir el tiempo, impulsando un transporte eléctrico cada vez más limpio desde dentro hacia fuera.