Una lámina desarrollada en Sevilla permite a los paneles solares generar electricidad con el impacto de la lluvia y prolonga su vida útil

Investigadores del Instituto de Ciencia de Materiales de Sevilla (ICMS), centro mixto del CSIC y la Universidad de Sevilla, han desarrollado y patentado una lámina ultrafina que encapsula celdas solares de perovskita y permite captar energía tanto de la radiación solar como del impacto de las gotas de lluvia. El dispositivo híbrido integra nanogeneradores triboeléctricos capaces de producir más de 100 voltios con una sola gota de agua y, al mismo tiempo, mejora la estabilidad y durabilidad de los paneles fotovoltaicos en condiciones ambientales adversas.

Un equipo del Instituto de Ciencia de Materiales de Sevilla (ICMS) ha desarrollado un nuevo sistema híbrido de generación energética que permite a los paneles solares producir electricidad incluso cuando llueve. La innovación consiste en una lámina ultrafina de unos 100 nanómetros de espesor, depositada mediante técnicas de plasma sobre las celdas fotovoltaicas, que actúa simultáneamente como encapsulante protector y como superficie activa para la captación de energía mecánica procedente del impacto de las gotas de lluvia.

La tecnología integra células solares de perovskita de haluro, uno de los materiales más prometedores de la nueva generación fotovoltaica por su elevada eficiencia de conversión y su bajo coste frente al silicio convencional. Sin embargo, estas celdas presentan un problema crítico: su degradación acelerada por humedad, lluvia y ciclos térmicos, lo que limita su aplicación industrial. La lámina desarrollada por el ICMS resuelve parcialmente esta debilidad al funcionar como un escudo químico y óptico que protege el material frente a la humedad y mejora su capacidad de absorción de la radiación solar.

La segunda función de la película es energética. La superficie actúa como nanogenerador triboeléctrico, un tipo de dispositivo que convierte la energía mecánica en electricidad mediante fenómenos de electrificación por contacto. Cuando una gota de lluvia impacta sobre la lámina, se produce un intercambio de cargas entre el agua y el polímero depositado, generando una diferencia de potencial que es capturada por un sistema de electrodos metálicos. En ensayos de laboratorio realizados en el ICMS, una sola gota ha llegado a producir tensiones superiores a los 100 voltios, suficientes para alimentar pequeños dispositivos electrónicos, sensores o circuitos de baja potencia.

Desde el punto de vista de ingeniería energética, el desarrollo representa un dispositivo híbrido de captación ambiental capaz de aprovechar simultáneamente dos fuentes de energía renovable: la radiación solar y la energía cinética de la lluvia. Este enfoque permite mantener la generación incluso en condiciones meteorológicas adversas, un aspecto crítico para aplicaciones donde la continuidad energética es esencial y el acceso a la red eléctrica resulta limitado. Según el equipo investigador, el sistema podría utilizarse para alimentar sensores del Internet de las Cosas (IoT), estaciones de monitorización estructural, agricultura de precisión o señalización autónoma en ciudades inteligentes, donde la sustitución de baterías supone un coste elevado de mantenimiento.

Resistencia y durabilidad

El dispositivo también presenta ventajas desde el punto de vista de la ingeniería de materiales. La capa protectora mejora la estabilidad de las perovskitas frente a ciclos de humedad y temperatura e incluso ha mostrado resistencia en pruebas de inmersión, lo que sugiere su posible uso en entornos exteriores exigentes. Este tipo de recubrimientos multifuncionales abre la puerta a paneles fotovoltaicos de mayor durabilidad y mayor capacidad de generación en climas variables, una limitación histórica de la energía solar en regiones con alta nubosidad o precipitaciones frecuentes.

Los resultados de esta investigación se han publicado en la revista científica Nano Energy y forman parte de varios proyectos europeos centrados en la captación de energía ambiental mediante nanogeneradores. El avance se inscribe en una línea emergente de investigación conocida como energy harvesting, cuyo objetivo es aprovechar pequeñas cantidades de energía dispersa en el entorno —vibraciones, calor residual, movimiento o lluvia— para alimentar sistemas electrónicos autónomos. En un contexto de expansión del Internet de las Cosas y de las infraestructuras inteligentes, tecnologías híbridas como la desarrollada en Sevilla podrían desempeñar un papel clave en el diseño de sistemas energéticos distribuidos, autosuficientes y de bajo mantenimiento.

En conjunto, la lámina desarrollada por el ICMS constituye un ejemplo de convergencia entre fotovoltaica avanzada, nanogeneradores triboeléctricos y recubrimientos funcionales, tres campos de investigación que están redefiniendo el diseño de las futuras tecnologías solares. Si su escalado industrial confirma los resultados de laboratorio, este tipo de soluciones podría contribuir a aumentar la eficiencia y resiliencia de los sistemas fotovoltaicos, especialmente en entornos urbanos o remotos donde la disponibilidad energética depende de condiciones ambientales muy variables.