La ingeniosa innovación de Charles Fritts fue el primer dispositivo que generó electricidad aprovechando la energía del Sol, que produce el equivalente a cuatro mil millones de bombillas de 100 vatios cada segundo. Este potencial energético del Sol no había pasado desapercibido a lo largo de la historia, ya que los primeros registros escritos sobre el uso de la energía solar se remontan a romanos y griegos, dos civilizaciones que ya la utilizaban para encender fuego mediante espejos o lentes «ardientes». Sin embargo, la puerta definitiva al desarrollo de la energía solar la abrió mucho más tarde el físico francés Alexandre Edmond Becquerel, que descubrió el efecto fotovoltaico en 1838.
Hoy en día entendemos cómo funciona este efecto. Sabemos que cuando la luz incide sobre un material semiconductor y aumenta la movilidad de sus electrones, la tensión los desplaza en una dirección determinada y se genera una corriente eléctrica. En 1873, el ingeniero eléctrico inglés Willoughby Smith observó en la práctica la fotoconductividad en el selenio (un semiconductor) mientras experimentaba con materiales para cables telegráficos submarinos.
Este descubrimiento llamó la atención del profesor de filosofía natural William Grylls Adams y de 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 sobre el selenio (1877) y consiguieron construir una célula solar de selenio en un tubo de vidrio. Sin embargo, no fue hasta 1883 cuando el inventor neoyorquino Charles Fritts (1850-1903) consiguió producir el efecto fotovoltaico con un dispositivo que se convirtió en el origen de los actuales paneles solares. Su hazaña se publicó en el artículo de 1883 «On a New Form of Selenium Photocell» en el American Journal of Science.
El primer prototipo de Fritts que impresionó al fundador de Siemens
Fritts vivía y trabajaba en un edificio de Nueva York, en cuyo tejado daba rienda suelta a su ingenio. Sus inventos iban desde mecanismos de relojería a accesorios para cortinas, pasando por dispositivos mecánicos para optimizar el acoplamiento de los vagones de tren. Allí nació el dispositivo que le haría pasar a la historia: una caja de cristal que contenía una lámina de selenio alojada entre dos capas metálicas (una superior de fina lámina de oro semitransparente y otra inferior de un sustrato metálico de latón).
Cuando entraba luz en la caja, los electrones se movían a través del selenio y se producía una corriente que se enviaba a través de un cable situado en un extremo de la caja: Según el propio Charles Fritts, se trataba de «una corriente continua y constante de fuerza considerable». Entusiasmado, envió uno de sus prototipos al ingeniero alemán Werner von Siemens, quien quedó tan impresionado por la generación de electricidad a partir de la luz solar que presentó el invento de Fritts a la Real Academia de Prusia y declaró que los módulos del estadounidense «nos presentaban, por primera vez, la conversión directa de la energía de la luz en energía eléctrica.»
En aquella época, la revolución comercial de la electricidad estaba en marcha en Nueva York, y Thomas Edison puso en marcha la primera central eléctrica de carbón de la historia (1882). Charles Fritts era optimista sobre el potencial de su invento y pensaba que podría competir con la central eléctrica de Edison. Pero lo cierto es que la célula de Fritts sólo aprovechaba alrededor del 1% de la luz solar y no tenía capacidad suficiente para dar el salto al mercado de consumo. Probablemente, el inventor neoyorquino no tenía ni idea del tiempo que tardaría la industria en optimizar su invento: Pasarían 70 años hasta que los Laboratorios Bell produjeran tecnología solar moderna a mediados del siglo XX.
De alimentar satélites espaciales 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 e incluso acabaron sirviendo para alimentar satélites espaciales de todo tipo, un mercado para el que el coste del selenio no supuso ningún obstáculo.
Hoy en día, el sueño de Fritts se ha convertido en una industria multimillonaria que, según cifras del Banco Mundial, es clave para suministrar energía a 840 millones de personas que actualmente carecen de acceso a la electricidad. Además, los avances tecnológicos han permitido alcanzar una eficiencia de hasta el 24% en algunos modelos de células solares, lo que convierte a esta fuente de energía no sólo en una tecnología esencial para lograr la sostenibilidad, sino también en la gran promesa para garantizar el acceso universal a la energía eléctrica, casi 150 años después de que se encendiera la primera bombilla.
