Investigadores del Instituto de Tecnología de Karlsruhe (KIT), en Alemania, han fabricado un módulo solar en tándem de dos terminales con revestimiento por rotación, con un área de apertura de 12,25 centímetros cuadrados y un factor de relleno geométrico del 94,7%.
Los científicos señalaron que las células solares en tándem de dos terminales de perovskita (2TPT) han despertado el interés de los investigadores en los últimos años, ya que combinan una subcelda superior de perovskita de banda ancha con una subcelda inferior de perovskita de banda estrecha.
Los científicos utilizaron una célula solar 2TPT con una eficiencia del 23-5% basada en perovskita y película fina de cobre/indio/selenio (CIS), que anunciaron por primera vez en junio. Tiene una tensión de circuito abierto de 1,59 V, una corriente de cortocircuito de 19,4 mA cm-2 y un factor de llenado del 75,5%.
Pila de capas de células solares en tándem de perovskita.
Imagen: Instituto de Tecnología de Karlsruhe, energía de la naturaleza, licencia Creative Commons CC BY 4.0
El grupo alemán utilizó un sistema de trazado láser hecho a medida para la producción de las interconexiones monolíticas de los módulos solares.
“El equipo permite realizar el patrón en una atmósfera inerte para evitar la exposición al oxígeno y la degradación de la subcelda inferior de banda estrecha durante el proceso de trazado”, explicaron, y señalaron que utilizaron el control de crecimiento asistido por vacío (VAGC) para extraer todos los disolventes en el proceso de deposición de la celda inferior sobre la superior.
Afirmaron que las interconexiones de los módulos tuvieron un impacto mínimo en el rendimiento del dispositivo, que se tradujo en una pérdida de tensión en circuito abierto de sólo 10 mV por franja de celda.
“Nuestros módulos conservan un elevado factor de llenado del 75%, lo que demuestra que el efecto perjudicial de las interconexiones introducidas en los módulos es insignificante”, afirman.
Imágenes de electroluminiscencia de las subceldas superior e inferior
Imagen: Instituto de Tecnología de Karlsruhe, energía de la naturaleza, licencia Creative Commons CC BY 4.0
El módulo solar logró una eficiencia de conversión de energía del 19,1% y una versión más pequeña con un área de apertura de 2,56 centímetros cuadrados alcanzó una eficiencia del 22,2%.
“El módulo prototipo presenta un 95% de eficiencia de conversión de energía inicial para un seguimiento del MPP de 15 horas bajo una iluminación continua de AM 1,5G”, dijeron los científicos.
Presentaron el módulo en el trabajo Módulos solares escalables en tándem de dos terminales de perovskita con una eficiencia del 19,1%, publicado recientemente en la revista Nature Energy.
“Mediante la obtención de imágenes de electroluminiscencia y el mapeo de la corriente inducida por un rayo láser, demostramos la recogida homogénea de corriente en ambas subceldas en toda el área del módulo, lo que explica las bajas pérdidas en la tensión de circuito abierto y el factor de llenado de nuestros módulos escalables”, dijeron.
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