Fraunhofer ISE alcanza el récord de eficiencia en la célula multiunión de silicio

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Investigadores del Instituto Fraunhofer de Alemania han alcanzado una eficiencia récord del 22,3% para una célula solar multiunión a base de silicio gracias a los avances realizados en las células tándem.

Los investigadores han estado trabajando en el proyecto MehrSi durante más de una década, y los nuevos resultados fueron publicados en la “tabla de las mejores eficiencias de células solares de investigación” el día de Navidad.

El logro fue registrado usando una célula multiunión fabricada con una combinación de materiales semiconductores compuestos de silicio y III-V – combinando elementos del grupo III aluminio, galio e indio con sus contrapartes del grupo V nitrógeno, fósforo, arsénico y antimonio – con los materiales que crecen directamente en el componente semiconductor de silicio primario. Las células activas de múltiples capas absorben niveles más amplios de radiación que el silicio puro solo.

El uso de materiales de células III-V, una técnica conocida desde la década de 1950 y utilizada para crear paneles solares eficientes al 27% en el Mars Rover de la NASA, ha sido durante mucho tiempo prohibitivamente caro para la producción en masa, pero el cultivo de capas III-V directamente sobre la célula solar es un enfoque mucho más barato que el uso de tecnologías de unión de silicio para crear células tándem, lo que ofrece una promesa para futuras aplicaciones comerciales.

Un nuevo centro de investigación podría acelerar la eficiencia

En lugar de utilizar el silicio como material absorbente, las células tándem, según Fraunhofer, “combinan varios materiales absorbentes, lo que permite un mejor aprovechamiento energético del espectro de la irradiancia solar”.

Además de mejorar la capacidad de absorción de radiación del espectro solar mediante la combinación de diferentes materiales semiconductores, los investigadores están intentando superar el límite teórico de eficiencia del 29,4% para una célula solar de silicio de una sola unión, sugerido por primera vez en el Journal of Photovoltaics de 2013.

El Dr. Andreas Bett, director del Instituto Fraunhofer, añadió: “En Friburgo estamos construyendo un nuevo centro de investigación para células solares de alta eficiencia. Nuestro trabajo en células tándem se llevará a cabo en las nuevas instalaciones cuando estén terminadas en 2020. Con la infraestructura técnica mejorada, esperamos que el desarrollo de las células solares multiunión basadas en el silicio se acelere rápidamente”.

El Fraunhofer ISE fue noticia el año pasado después de alcanzar un récord de eficiencia de los módulos solares del 41,4% durante el proyecto CPVMatch. Ese hito de noviembre utilizó tecnología fotovoltaica de alta concentración, que requiere niveles muy altos de radiación directa.

Autor: Ciaran MacDermott