Una célula solar bifacial de CdTe logra una densidad de potencia récord mediante litografía de película

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El NREL y el fabricante estadounidense de células fotovoltaicas de capa fina First Solar han construido una célula solar bifacial de teluro de cadmio (CdTe) basada en un tampón de interfaz posterior hecho de cobre, galio y monóxido (CuGaOx ). Los científicos afirman haber logrado una densidad de potencia bifacial superior a la de cualquier absorbedor policristalino fabricado actualmente a escala. Utilizaron rejillas metálicas estampadas mediante litografía de película craquelada (CFL) para integrar el amortiguador de interfaz posterior de CuGaOx en la célula solar.

“Las capas pasivadoras habituales, como el Al2O3 y otros óxidos, son muy resistivas, deben aplicarse directamente a la superficie del CdTe y requieren un tratamiento con CdCl2 a alta temperatura después de depositarse”, explican, señalando que utilizaron la CFL para superar este problema. “CFL es un método de bajo coste para modelar microrredes metálicas que tienen propiedades ideales para aplicaciones de alta resistencia como CdTe”.

El investigador Chris Muzzillo señaló que la CFL es especialmente adecuada para las células de CdTe debido a su bajo coste. “Hemos descubierto que, en comparación con la fotolitografía, la CFL tiene un coste menor de materiales y equipos para el modelado de rejillas metálicas en fotovoltaica III-V”, declaró a pv magazine.

Muzzillo y su equipo describieron sus hallazgos en “Cracked Film Lithography with CuGaOx Buffers for Bifacial CdTe Photovoltaics” (Litografía de película agrietada con tampones de CuGaOx para fotovoltaica bifacial de CdTe), publicado recientemente en Nano-Micro Small. En todos los procesos CFL, el metal se cultiva directamente sobre la superficie del semiconductor, lo que da lugar a interfaces de alta calidad con baja resistencia de contacto y mayor durabilidad.

En la configuración de célula propuesta, las muestras de rejilla CuGaOx/CFL mostraron una pasivación superior a su reducida área de cobertura de oro (Au), lo que a su vez se tradujo en una mayor tensión de circuito abierto para la célula solar. También ayudaron a mejorar el factor de llenado del dispositivo del 70,8% al 73,3%.

“Estimamos que el récord anterior de CdTe bifacial, con eficiencias delantera y trasera de 1 sol de 12,5% y 7,6%, respectivamente, genera 16,3 mW cm-2 a 1 sol delantero + 0,5 sol trasero”, dijo el grupo de investigación. “Por otro lado, nuestra mejor red CFL produce 20,3 mW cm-2 a 1 sol por delante + 0,5 sol por detrás, un salto del 25% en la densidad de potencia récord de CdTe bifacial, y a 1 sol por delante + 0,1 sol por detrás, nuestra célula tiene una densidad de potencia un 39% mayor”.

Muzzilo afirma que se está estudiando la posibilidad de comercializar la célula.

“En comparación con el silicio bifacial, la eficiencia trasera de CdTe bifacial sigue siendo relativamente baja”, concluyó. “Seguiremos trabajando para aumentar la eficiencia delantera y trasera, con el objetivo de demostrar una densidad de potencia añadida lo suficientemente alta como para justificar la complejidad añadida del proceso de CdTe bifacial con patrón CFL”.

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