Lo más sofisticado en la investigación de células de perovskita semitransparente y células de silicio cristalino

Solliance, el consorcio formado por la Organización para la Investigación Científica Aplicada (TNO) de los Países Bajos, la Universidad Tecnológica de Delft, la Universidad Tecnológica de Eindhoven y el Instituto de Investigación belga Imec, ha logrado una eficiencia de conversión de energía del 30,1 por ciento con una célula solar de perovskita semitransparente, combinada con una célula solar de silicio cristalino en una configuración en tándem de cuatro terminales.

En noviembre de 2021, el consorcio logró una eficiencia récord del 29,2 por ciento para el dispositivo, desde una tasa de eficiencia de apenas el 28,7% en marzo de 2020

“El desarrollo de la célula continuará hasta que se alcance el límite práctico de los dispositivos de dos uniones; sin embargo, es clave llevar la tecnología al mercado para beneficiarse de una curva de aprendizaje más rápida a los dispositivos que realmente se producen en masa”: es el testimonio que para Pv magazine Group compartió Gianluca Coletti, director del programa de TNO para la tecnología fotovoltaica en tándem.

Los institutos de investigación que forman parte del consorcio Solliance, lograron aumentar la eficiencia global de la célula mediante el incremento de la eficiencia de la célula de perovskita, un dispositivo de perovskita altamente transparente al infrarrojo cercano construido por TNO con TU Eindhoven e imec.

Coletti: “Este resultado se consiguió implementando primero contactos altamente transparentes y trabajando después en la mejora, una a una, de la capa absorbente y de cada una de las capas de transporte.”

Según los investigadores, el índice de eficiencia de la célula de perovskita de 3 mm x 3 mm utilizada para la célula en tándem aumentó del 17,8 por ciento al 19,7 por ciento, resultado que fue certificado por el Centro Común de Investigación (CCI) de la Comisión Europea ubicado en Ispra, Italia.

Mehrdad Najafi, investigador de TNO: “Este tipo de célula solar se caracteriza por un contacto posterior muy transparente que permite que más del 93 por ciento de la luz del infrarrojo cercano llegue al dispositivo inferior. Este rendimiento se consiguió optimizando todas las capas de las células solares semitransparentes de perovskita utilizando simulaciones ópticas y eléctricas avanzadas como guía para el trabajo experimental en el laboratorio.”

Los científicos colocaron el dispositivo de perovskita sobre una célula de heterounión de silicio (SHJ) desarrollada por la TU Delft.

Yifeng Zhao, investigador de la TU Delft: “El dispositivo de silicio es una célula solar de heterounión de 20×20 mm2 de ancho que presenta una pasivación superficial optimizada, óxidos conductores transparentes y contactos frontales cubiertos en cobre para la extracción de portadores de última generación.”

En un recién artículo publicado, los investigadores afirman que la célula se utilizó en minimódulos bifaciales en tándem de 24,5 mW/cm2 con una superficie de 100 cm2 en combinación con una célula inferior PERC. Los paneles mostraron una ganancia de 3 mW/cm2 en comparación con el mismo dispositivo con una arquitectura monofacial. Según los científicos, los resultados en exteriores han demostrado que el módulo puede superar a su homólogo monofacial en más de un 25 por ciento en un entorno con un albedo del 10 por ciento.