Descubriendo las entrañas del silicio

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Inglaterra no es precisamente un país con altos niveles de irradiación y sin embargo, la investigación en diferentes aspectos de la energía solar está a la vanguardia internacional, como si el país europeo fuera uno de los primeros en la generación de energía eléctrica vía el factor fotovoltaico. El siguiente es un texto de mi colega de pv-magazine internacional, Mark Hutchins.

Un equipo de investigadores de la Universidad de Mánchester afirma haber identificado el proceso dominante que causa la degradación inducida por la luz (LID) en células solares de silicio. Este proceso resulta de un defecto en la masa de silicio que permanece latente hasta la exposición al sol.

La degradación inducida por la luz (LID, por sus siglas en inglés) ha sido un problema para los fabricantes de energía solar durante décadas, ya que impide que aprovechen al máximo las importantes mejoras de eficiencia logradas por la tecnología solar en los últimos años. Las células pasivas del emisor trasero (PERC) son particularmente vulnerables a los efectos de la LID, lo que hace que el problema sea cada vez más importante.

Sin tratamiento, la LID puede causar una pérdida de eficiencia relativa de hasta el 10 por ciento en el primer mes después de la instalación, y aunque los tratamientos están disponibles y se usan ampliamente en las líneas de producción, el problema no se elimina completamente.

Y cuando entra en juego otro mecanismo de degradación, como la degradación inducida por la luz a una temperatura ligeramente elevada, el problema se vuelve aún más complejo.

Un equipo de científicos de la Universidad de Mánchester ha anunciado haber descubierto un defecto material desconocido que causaría la LID y que persistiría en el material hasta la exposición al sol, creando una “trampa” que limita el flujo de electrones y reduce la eficiencia de la célula a través de un proceso llamado “Trampa asistida por recombinación de Auger”.

El proceso y los métodos utilizados para identificarlo se describen en el artículo “Identification of the mechanism responsible for the boron oxygen light induced degradation in silicon photovoltaic cells”, publicado en el Journal of Applied Physics.

“El flujo de electrones determina el tamaño de la corriente eléctrica que una célula solar puede transmitir a un circuito. Cualquier reducción en su rendimiento reduce la eficiencia de la célula solar y la cantidad de energía eléctrica que se puede generar para un nivel de luz dado “: Iain Crowe, profesor asociado de la Escuela de Electricidad y Electrónica de la Universidad de Manchester, y añade: “Probamos que el defecto existía, ahora los ingenieros deben corregirlo.”

Los investigadores también encontraron que el defecto es reversible y que la vida útil del material aumentó nuevamente al calentarse en la oscuridad, lo que concuerda con el conocimiento de la industria sobre la LID y los procesos actuales utilizados para reducirlo.

Los investigadores dijeron que ahora extenderían sus observaciones a un rango de diferentes concentraciones de boro y oxígeno, cuyas interacciones son responsables del efecto LID, para comprender mejor cómo se inició el proceso.