Una célula de heterounión alcanza una eficiencia del 23,5% con un nuevo contacto selectivo de huecos

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Científicos de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL) de Suiza afirman haber alcanzado una eficiencia del 23,5% con una célula solar de silicio cristalino de heterounión que utiliza óxido de molibdeno como contacto selectivo de los huecos.

Los investigadores dijeron que el óxido de molibdeno (MoOx) -que se ha utilizado como capa portadora-selectiva y sustrato de silicio cristalino en las células solares orgánicas, inorgánicas y de película fina debido a su alta función de trabajo y a la separación de las bandas- se utilizó en un dispositivo estructurado de tal manera que le permite beneficiarse plenamente de su mayor transparencia en comparación con el silicio amorfo hidrogenado de tipo p. “MoOx puede rivalizar con los esquemas de contacto tradicionales a pesar de su menor nivel de optimización”, dijeron los científicos.

Mejor cuanto más fino

El equipo de la EPFL encontró que las capas más finas de los dos compuestos daban el mejor rendimiento, ya que las finas pilas de contacto permitían una alta selectividad y pasivación y un buen transporte de la carga. “La mayor eficiencia de esta serie se obtuvo para una capa de MoOx de 4 nm de espesor y una capa intrínseca de silicio amorfo hidrogenado de 6 nm de espesor ((i)a-Si:H)”, escribieron los investigadores.

Las imágenes de fotoluminiscencia y las mediciones de compuestos orgánicos volátiles de alta iluminación demostraron la eficacia de las capas más finas, añadieron los científicos.

Protección de la pasivación

En su opinión, una película de MoOx de 4 nm de espesor es lo suficientemente gruesa como para proteger la pasivación que proporciona la capa intrínseca de silicio amorfo hidrogenado de los daños por chisporroteo, manteniendo al mismo tiempo una selectividad suficiente para extraer los huecos.

“Dado que los resultados con la (i)a-Si:H más delgada están bastante difundidos, procesamos otra célula de MoOx de 4nm con [una] capa (i)a-Si:H más gruesa de 8 nm, y … obtuvimos una eficiencia certificada del 23,5%, con un notable factor de llenado [de] cerca del 82%”, declaró el equipo de la EPFL. “Esta eficiencia récord para una célula solar se obtuvo sin ningún paso de enmascaramiento o fotolitografía y utilizó una metalización serigrafiada de plata a baja temperatura, induciendo alrededor del 3% de sombreado”.

Los investigadores planean ahora reducir aún más el grosor de la capa de óxido de molibdeno.

“Además, será necesario investigar la viabilidad industrial y la estabilidad a largo plazo de esos dispositivos antes de que se pueda prever un despliegue a gran escala de esta tecnología”, añadieron.

Los resultados de la investigación se describen en el documento “23.5%-efficient silicon heterojunction silicon solar cell using molybdenum oxide as hole-selective contact”, publicado en Nano Energy y en el sitio web de ScienceDirect.