Investigadores del Instituto Fraunhofer de Sistemas de Energía Solar (Fraunhofer ISE) de Alemania han desarrollado un nuevo procedimiento para el ajuste espectral preciso y trazable de simuladores solares basados en LED para la medición de módulos solares tándem de perovskita-silicio de gran superficie.
«Hemos demostrado, por primera vez, cómo se puede llevar a cabo una calibración completa de módulos solares tándem de perovskita sobre silicio de gran superficie utilizando de forma coherente la variabilidad espectral de los simuladores solares basados en LED», explicó a pv magazine el autor principal de la investigación, David Chojniak.
«Al realizar mediciones de eficiencia cuántica externa (EQE, por sus iniciales en inglés), mediciones de potencia, determinación de coeficientes de temperatura, así como investigaciones del rendimiento de los módulos en condiciones espectrales variables en una sola medición, la configuración ofrece un enorme potencial para el establecimiento de calibraciones en tándem con simuladores solares basados en LED», añadió.
En el estudio «Traceable Efficiency Determination of Large-Area Perovskite on Silicon Tandem Modules—Insights From a Calibration Laboratories Perspective» (Determinación trazable de la eficiencia de módulos tándem de perovskita sobre silicio de gran superficie: perspectivas desde el punto de vista de los laboratorios de calibración), publicado en Progress in Photovoltaics, Chojniak y sus colegas explicaron que el procedimiento propuesto puede llevarse a cabo en una única configuración de medición para la calibración completa del módulo, al tiempo que implica la medición completa de la EQE del módulo basada en los espectros de emisión estrechos de los diferentes tipos de LED utilizados en la configuración.
Para sus experimentos, utilizaron un simulador solar avanzado basado en LED Wavelabs SINUS-3000 equipado con 26 fuentes de luz espectralmente diferentes. Se controló mediante el software interno LabVIEW.
«La distancia entre el simulador solar y el dispositivo bajo prueba (DUT) era de 7 m», se lee en el artículo. «El tamaño del área iluminada era de 2,86 m2, para lo cual se alcanzó una falta de uniformidad espectral media del 0,95 %. El simulador se instaló en un laboratorio con temperatura controlada que estaba pintado de negro para reducir los reflejos».
El equipo de investigación también estudió cómo la resolución y la precisión limitadas del EQE LED afectan al ajuste espectral del simulador solar.
El análisis mostró que el nuevo procedimiento ofrece una «buena concordancia cualitativa» con las mediciones de EQE con la configuración LED realizada en módulos de gran superficie y células encapsuladas en el CalLab PV Cells del Fraunhofer ISE.
Los académicos también ajustaron el espectro de los simuladores solares basados en LED para las mediciones de celdas y módulos tándem de acuerdo con la norma IEC60904-1-1, que describe los procedimientos para la medición de las características de corriente-voltaje de los dispositivos fotovoltaicos de múltiples uniones.
«Este procedimiento para ajustar el espectro del simulador se basa en realizar solo cambios mínimos en su forma, lo que elimina la necesidad de recalcular los factores de desajuste espectral (SMM) y, por lo tanto, evita un proceso de ajuste iterativo y que requiere mucho tiempo», señalaron los investigadores.
«El procedimiento propuesto reduce considerablemente la manipulación del dispositivo, el tiempo y, en consecuencia, el esfuerzo financiero», concluyó Chojniak.
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