Las células solares de silicio cristalino dominan el mercado fotovoltaico mundial con eficiencias de módulo de alrededor del 20-22%. Sin embargo, el campo de la energía solar necesita materiales y enfoques innovadores que produzcan eficiencias aún mayores en apoyo de los objetivos globales de energía renovable.
Células solares más eficientes
Conseguir una mayor eficiencia en la absorción de energía solar es clave para impulsar esta energía renovable. Para ello, el equipo de investigadores del Laboratorio Fotovoltaico KAUST ha estado trabajando en el desarrollo de células solares en tándem desde 2016. Estas combinan subcélulas de perovskita y silicio.
Las células solares en tándem que combinan subcélulas de perovskita y silicio son ampliamente consideradas como una alternativa prometedora, de alto rendimiento y viable a las células solares cristalinas convencionales.
En KAUST han producido una celda solar en tándem de perovskita/silicio con una eficiencia de conversión de energía (PCE) del 33,2 %, la eficiencia de dispositivo en tándem más alta del mundo hasta la fecha, superando el récord de Helmholtz Zentrum Berlin (HZB) de PCE del 32,5%.
Este logro fue certificado por la Instalación de prueba solar europea (ESTI) y se encuentra en la parte superior del Gráfico de eficiencia de la mejor celda de investigación del Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL).
La celda solar en tándem resultante combina celdas superiores de perovskita en celdas inferiores de silicio texturizado de dos caras compatibles industrialmente. La capa superior de perovskita absorbe mejor la luz azul, mientras que la base de silicio absorbe mejor la luz roja. La combinación de estos materiales maximiza la captura y conversión de la luz solar en electricidad de manera más eficiente que los equivalentes de silicio de unión simple convencionales.
El futuro de los paneles solares
El equipo ha estado perfeccionando constantemente el concepto de celda tándem de perovskita/silicio desde 2016, desarrollando nuevos materiales, métodos y estructuras de dispositivos, y abordando desafíos fundamentales, como la forma de cubrir uniformemente la superficie piramidal del tamaño de un micrómetro de las células de silicio con material de perovskita.
“Este nuevo récord es el PCE más alto de cualquier celda solar de dos uniones bajo luz no concentrada, lo que atestigua la tremenda promesa de los tándems de perovskita/silicio para ofrecer módulos fotovoltaicos de rendimiento ultraalto, lo cual es fundamental para lograr rápidamente los objetivos de energía renovable para combatir el cambio climático”, dijo Stefaan De Wolf, director del proyecto.
La innovación es un avance significativo en el campo de la energía solar en un momento en que las predicciones del mercado estiman que las tecnologías de perovskita/silicio en tándem representarán más de 10 mil millones de dólares de la participación del mercado fotovoltaico mundial para 2032. Actualmente, el equipo está explorando métodos escalables para producir células tándem de perovskita/silicio a escala industrial con áreas superiores a 240 centímetros cuadrados, así como estrategias para obtener dispositivos tándem altamente estables que superen los protocolos críticos de estabilidad industrial.
Fuente: adslzone
