ANTONIO LÓPEZ | Tungsteno
La ingeniosa innovación de Charles Fritts fue el primer dispositivo para generar electricidad aprovechando la energía del Sol, que produce cada segundo el equivalente a 4 billones de bombillas de 100 vatios. Tampoco es que este potencial energético del astro rey hubiera pasado desapercibido a lo largo de la historia, pues los primeros registros escritos sobre el uso de la energía solar se remontan a romanos y griegos, dos civilizaciones que ya lo utilizaban para encender fuego mediante espejos o lentes “quemantes”. Sin embargo, la puerta definitiva hacia el desarrollo de la energía solar la abriría mucho después el físico francés Alexandre Edmond Becquerel, descubridor del efecto fotovoltaico en 1838.
Hoy entendemos cómo funciona ese efecto. Sabemos que cuando la luz incide sobre un material semiconductor y aumenta la movilidad de sus electrones, el voltaje los mueve en una dirección concreta y se genera así la corriente eléctrica. En 1873, el ingeniero eléctrico Willoughby Smith lo observó en la práctica en el selenio (un semiconductor) mientras experimentaba en la construcción de cables telegráficos submarinos. Este descubrimiento llamó la atención de un profesor de filosofía, William Grylls Adams, y su alumno, Richard Evans Day, que años más tarde siguieron los pasos del considerado padre de la fotovoltaica. Juntos presentaron a la Royal Society un artículo titulado "La acción de la luz en el selenio" (1877) y consiguieron construir una célula solar de selenio en un tubo de vidrio. Sin embargo, no sería hasta 1883 cuando el inventor neoyorquino Charles Fritts (1850-1903) conseguiría materializar el efecto fotovoltaico con un artilugio que se convirtió en el origen de las actuales placas solares. Su hazaña la publicó en el artículo "Sobre una nueva forma de fotocélula de selenio" en la revista American Journal of Science.
La auténtica proyección de la célula solar de Fritts no llegó hasta 70 años después, cuando los Laboratorios Bell consiguieron la celda fotovoltaica funcional y comercializable. Crédito: Bell.
Un primer prototipo que impresionó al fundador de Siemens
Fritts vivía y trabajaba en un edificio de Nueva York, en cuya azotea daba rienda suelta a su ingenio. Sus inventos iban desde mecanismos para relojes, hasta accesorios para cortinas o elementos mecánicos para optimizar el ensamblaje de los vagones del tren. Allí nació el artificio que lo haría pasar a la historia: una caja de vidrio con una lámina de selenio entre dos capas metálicas (una superior de oro muy fina, y la inferior de sustrato metálico de latón). Al recibir la luz, los electrones se movían a través del selenio y se producía así una corriente que salía por un cable situado en un extremo de la caja: “una corriente continua, constante y de una fuerza considerable”, según el propio Charles Fritts. Entusiasmado, envió uno de sus prototipos al ingeniero alemán Werner von Siemens, a quien le impresionó tanto la generación de electricidad con luz solar, que presentó el invento de Fritts ante la Real Academia de Ciencias de Prusia y declaró que “los módulos solares estadounidenses nos presentaron, por primera vez, la conversión directa de la energía de la luz en energía eléctrica".
Por aquel entonces, la revolución de la electricidad comercial arrancaba en Nueva York y Thomas Edison ponía en funcionamiento la primera central termoeléctrica de la historia (1882) con carbón como combustible. Charles Fritts era optimista sobre el potencial de su invento y pensaba que podría competir con la central de Edison. Pero lo cierto es que la célula de Fritts aprovechaba solo el 1% de la luz solar y no tenía la capacidad suficiente para dar el salto al mercado de consumo. Probablemente, el inventor neoyorquino no podía hacerse a la idea del tiempo que llevaría a la industria optimizar su invento: 70 años hasta que los Laboratorios Bell produjeron tecnología solar moderna a mediados del siglo XX.
La energía solar es una de las renovables con mayor perspectiva de crecimiento en los próximos años. Crédito: Science in HD.
De energía para satélites a una industria millonaria
Sin embargo, las células de selenio de Fritts sí encontraron otras aplicaciones, ya que se utilizaron como sensores de luz para controlar el tiempo de exposición de las cámaras fotográficas e incluso, con el tiempo, sirvieron para suministrar energía a satélites espaciales de todo tipo, un mercado para el que el coste del selenio no era un obstáculo.
Hoy, el sueño de Fritts se ha convertido en una industria millonaria que, según cifras del Banco Mundial, es clave para facilitar el acceso a la electricidad a 840 millones de personas. Los avances tecnológicos permiten, además, alcanzar una eficiencia de hasta un 24% en algunos modelos de células solares, lo que convierte a esta fuente de energía, no solo en una garantía para la sostenibilidad, sino en la gran promesa para garantizar el acceso universal a la energía eléctrica, casi 150 años después de que se encendiera la primera bombilla.
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