En noviembre del año pasado, el fabricante chino de módulos Longi anunció que una célula solar de heterounión (HJT) no especificada basada en una oblea de silicio de tamaño completo había alcanzado un récord mundial de eficiencia de conversión de potencia del 26,81% en producción en masa, afirmando que el resultado había sido confirmado por el Instituto de Investigación de Energía Solar Hamelin (ISFH) de Alemania.
Según se informa, este resultado supera el récord logrado por la empresa química japonesa Kaneka. Su dispositivo de silicio cristalino de 180 cm², dotado de tecnología de heterounión y retrocontacto, alcanzó una eficiencia del 26,63%.
“Por el momento no podemos revelar si la célula es de tipo n o de tipo p”, declaró entonces un portavoz de la empresa a pv magazine. Ahora, sin embargo, un grupo de investigación internacional dirigido por el Instituto Central de I+D de Longi ha decidido presentar la célula solar en el artículo “Silicon heterojunction solar cells with up to 26.81% efficiency achieved by electrically optimized nanocrystalline-silicon hole contact layers” (Células solares de heterounión de silicio con una eficiencia de hasta el 26,81% conseguida mediante capas de contacto de agujeros de silicio nanocristalino optimizadas eléctricamente), publicado en nature energy.
El grupo construyó la célula de tamaño M6 con un contacto de óxidos conductores transparentes (TCO), una capa de silicio amorfo hidrogenado de tipo p (p-nc-Si:H), una capa de silicio nanocristalino, una capa de p-a-Si: H, un absorbedor de silicio cristalino tipo n, una capa i-a-Si:H, contactos pasivadores (CSPC) de monóxido de silicio hidrogenado (SiOx:H), electrodos superiores de plata (Ag) y un revestimiento antirreflectante a base de fluoruro de magnesio (MgF2).
El dispositivo alcanzó una eficiencia de conversión energética del 26,81%, una tensión de circuito abierto de 751,4 mV, una corriente de cortocircuito de 41,45 mA cm-2 y un factor de llenado del 86,07%.
“La implementación de p-nc-Si:H junto con TCO emparejado da lugar a una drástica reducción de la resistividad de contacto en la cara posterior, lo que se traduce en un aumento de la eficiencia”, explicaron además, señalando que esta configuración de célula también aumentaba el transporte de portadores de carga y una baja resistividad de contacto. “Las células dotadas de estas mejoras eléctricas desencadenan fácilmente un comportamiento de transporte por efecto túnel de banda a banda (BTBT) e inducen una curvatura pronunciada de la banda, mejorando la eficiencia de extracción de huecos”.
Los investigadores atribuyeron la mejora de la eficiencia de la célula a la implementación de p-nc-Si:H junto con un TCO modificado, que, según dijeron, reduce en gran medida la resistividad de contacto de la célula. “La resistencia total en serie de la célula solar se reduce de los 0,37 Ω cm2 originales a 0,2 Ω cm2, lo que supone un factor de llenado récord para una célula solar de silicio de unión única”, afirmaron.
En el equipo de investigación participaron científicos de la Universidad Tecnológica de Delft, que recientemente desarrolló nuevos contactos pasivantes (CSPC) de polisilicio y monóxido de silicio (poli-SiOx), y de la Universidad Sun Yat-sen de China, que recientemente construyó una célula solar de perovskita basada en una capa de transporte de electrones de óxido de titanio dopado con nitrógeno (TiOxNy) que alcanzó un factor de llenado récord.
En septiembre, Longi comunicó que había logrado una eficiencia del 26,12% en una célula solar de heterounión tipo p (HJT) dopada con galio y basada en una oblea M6. En marzo, la empresa también alcanzó una eficiencia del 25,47% con la misma célula solar.
Además, el fabricante chino registró una eficiencia del 26,5% para una célula solar HJT de tipo n en junio y una calificación del 25,19% para su célula solar TOPCon de tipo p en julio de 2021. En junio de 2021, logró un índice de eficiencia del 25,21% para una célula fotovoltaica TOPCon de tipo n.
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