Un grupo de investigadores chinos ha fabricado una célula solar de heterounión (HJT, por sus iniciales en inglés) basada en una capa tampón de óxido de indio y estaño (ITO) con el objetivo de mejorar las propiedades ópticas y eléctricas del dispositivo.
«Las capas de óxido de indio y estaño (ITO) preparadas a alta potencia han contribuido notablemente a mejorar la calidad cristalina de las películas y la capacidad de las células solares de heterounión de silicio», declaró a pv magazine el autor correspondiente de la investigación, Daxue Du. «Sin embargo, suele causar daños por pulverización catódica, lo que se traduce en una degradación del rendimiento fotovoltaico. En este trabajo, diseñamos una capa amortiguadora de ITO sobre células solares SHJ industriales y analizamos en detalle el rendimiento óptico y eléctrico utilizando la película de ITO monocapa como referencia».
Los científicos construyeron la célula con una oblea de silicio monocristalino tipo n de 120 μm y 182 mm × 105 mm; las películas de pasivación de silicio amorfo hidrogenado y microcristalino se pasivaron mediante deposición química en fase vapor mejorada por plasma (PECVD) y la capa de ITO se depositó mediante deposición física en fase vapor (PVD). Las rejillas de plata se fabricaron mediante serigrafía y se recocieron a 200 ºC.
«La bicapa de ITO se diseñó específicamente para conseguir un mejor rendimiento eléctrico en la fina capa intermedia preparada a baja potencia y concentración de O2, al tiempo que se mejoraba el rendimiento óptico en la capa exterior más gruesa preparada a mayor potencia y concentración de O2», explicó el grupo. «Se diseñó para obtener índices de refracción más pequeños y coeficientes de extinción menores, lo que se traduce en una mayor generación de corriente de cortocircuito».
Probada en condiciones de iluminación estándar, la célula alcanzó una eficiencia de conversión de potencia del 25,36 %, lo que, según los científicos, supone un 0,1 % más que la de los dispositivos sin la capa amortiguadora de ITO. Tanto la concentración como la movilidad de los portadores mejoraron debido a la disminución del oxígeno quimisorbida y al aumento de las vacantes de oxígeno, respectivamente, lo que se traduce en una menor resistividad y un mayor factor de llenado.
«Creemos que el presente trabajo demuestra un enfoque potencialmente viable para conseguir un alto rendimiento y una alta eficiencia de las células solares industriales de heterounión de silicio», concluyó Du.
El nuevo concepto de célula solar se describe en el estudio «Optimized optical and electrical properties for silicon heterojunction solar cells with an indium tin oxide buffer layer» (Propiedades ópticas y eléctricas optimizadas para células solares de heterojunción de silicio con una capa amortiguadora de óxido de indio y estaño), publicado recientemente en Solar Energy Materials and Solar Cells. El equipo de investigación estaba formado por académicos de la empresa china Shanghai Hency Solar Technology y de la Universidad Jiao Tong de Shanghai.
Otros investigadores de la Universidad Jiao Tong de Shanghai evaluaron recientemente el impacto de la captación en la fabricación de tecnologías de células solares de heterounión (HJT).
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