Investigadores de EEUU crean una célula solar de perovskita, que además funciona como LED (y es eficiente en ambas)

Qué placentero cuando la práctica confirma la teoría. Y eso acaba de ocurrir en EE. UU. Un equipo de investigadores de la Universidad de Colorado Boulder, en colaboración con colegas de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China, ha publicado un estudio sobre las propiedades de la perovskita de haluros metálicos para usos fotovoltaicos y lumínicos simultáneos.

La investigación parte de un principio enunciado hace más de una década: que una célula solar capaz de acercarse al límite teórico de eficiencia debería comportarse, al mismo tiempo, como un emisor de luz eficiente.  Y la perovskita, justamente, ha sido durante años el candidato más prometedor para poner a prueba esa hipótesis, gracias a sus propiedades excepcionales.

Así es el dispositivo de perovskita que también funciona como LED en un mismo componente

Imposible empezar a relatar este hito sin dar créditos. El trabajo, cuyo primer autor es Kaitian Mao, se publicó en la revista Joule el 27 de abril de 2026. Los datos allí sitúan la eficiencia de conversión de potencia del dispositivo en un 26,7%, valor competitivo con los mejores módulos de silicio del mercado.

El mismo componente, operado como emisor en lugar de receptor de luz, alcanza una eficiencia cuántica externa del 31%, resultado que lo coloca entre los LED de perovskita con mejor rendimiento documentados hasta la fecha.

Y lo relevante aquí no es solo que el dispositivo consiga ambas cifras por separado, sino que las consigue en el mismo material y sin que una función comprometa a la otra.

En los intentos previos, optimizar la estructura para la emisión de luz tendía a reducir la eficiencia de conversión solar, y viceversa. Para milagro de la ciencia, el trabajo de Mao y sus colegas rompe ese intercambio.

Las nanopartículas de alúmina, la clave para que absorción y emisión no se anulen

El avance técnico central del estudio consiste en la incorporación de nanopartículas de alúmina (Al₂O₃) mediante un proceso de ensamblaje electrostático.

Al combinar partículas con cargas opuestas, los investigadores generaron dentro de la capa de perovskita una red de islas porosas y esponjosas que modifican la arquitectura interna del material sin alterar su composición química.

Esa estructura porosa tiene un efecto doble, que se detalla a continuación:

• Por un lado, reduce los defectos superficiales que normalmente atrapan los portadores de carga antes de que puedan contribuir a la corriente eléctrica, lo que mejora la eficiencia fotovoltaica.
• Por otro lado, incrementa la capacidad del material para emitir fotones de forma coherente cuando se le aplica una tensión, elevando el rendimiento como LED. El hallazgo sugiere que el problema no estaba en el material en sí, sino en la arquitectura interna con la que se fabricaban los dispositivos.

Una propiedad que solo la perovskita tiene: ¿Por qué el silicio no puede hacer lo mismo?

La razón por la que este resultado solo funciona con perovskita (y no con silicio, el material dominante en el sector fotovoltaico) tiene que ver con la naturaleza de su banda prohibida.

Cabe recordar que el silicio tiene una banda prohibida indirecta, lo que significa que la recombinación de portadores de carga produce principalmente calor, no luz. Por eso los paneles de silicio no emiten ningún brillo visible cuando se los ilumina: simplemente no pueden.

La perovskita de haluros metálicos, en cambio, tiene una banda prohibida directa. Cuando los electrones y los huecos se recombinan, liberan su energía en forma de fotones, no de calor.

Esa propiedad hace que el material sea intrínsecamente buen emisor de luz, lo que permite construir sobre él tanto células solares como LEDs.

Los investigadores de Colorado han demostrado ahora que ambas funciones pueden convivir en un único dispositivo con eficiencias competitivas en los dos frentes. Ahora, la pregunta pendiente es si esa convivencia resiste a la escala industrial. Que sea lo que el universo quiera y el universo quiera que la industria de ese avance.