Internacional. En Neuchâtel (Suiza), los investigadores del proyecto denominado Cheops han combinado células solares basadas en silicio y perovskita. La eficiencia resultante del 25.2% es un récord para este tipo de celda tándem. Su técnica de fabricación innovadora pero simple podría integrarse directamente en las líneas de producción existentes, y la eficiencia podría eventualmente elevarse por encima del 30%.
En el campo de las tecnologías fotovoltaicas, las células solares basadas en silicio representan el 90% del mercado. En términos de costo, estabilidad y eficiencia (20-22% para una célula solar típica en el mercado), están muy por delante de la competencia.
Sin embargo, después de décadas de investigación e inversión, las células solares basadas en silicio están ahora cerca de su máxima eficiencia teórica. Como resultado, se requieren nuevos conceptos para lograr una reducción a largo plazo en los precios de la electricidad solar y permitir que la tecnología fotovoltaica se convierta en una forma más ampliamente adoptada de generar energía.
Una solución es colocar dos tipos diferentes de células solares una encima de la otra para maximizar la conversión de los rayos de luz en energía eléctrica. Estas células de "doble unión" están siendo ampliamente investigadas en la comunidad científica, pero son caras de hacer.
Ahora los equipos de investigación en Neuchâtel, del Laboratorio fotovoltaico de EPFL y el centro fotovoltaico CSEM, han desarrollado una solución económicamente competitiva. Han integrado una celda de perovskita directamente sobre una celda estándar basada en silicio, obteniendo una eficiencia récord de 25.2%. Su método de producción es prometedor, ya que agregaría solo unos pocos pasos adicionales al proceso actual de producción de células de silicio, y el costo sería razonable. Su investigación ha sido publicada en Nature Materials.
Las propiedades únicas de Perovskite han llevado a una gran cantidad de investigaciones sobre su uso en las células solares en los últimos años. En el espacio de nueve años, la eficiencia de estas células se ha incrementado en un factor de seis. Perovskite permite lograr una alta eficiencia de conversión a un costo de producción potencialmente limitado.
En las células tándem, la perovskita complementa al silicio: convierte la luz azul y verde de manera más eficiente, mientras que el silicio es mejor para convertir la luz roja y la luz infrarroja. "Al combinar los dos materiales, podemos maximizar el uso del espectro solar y aumentar la cantidad de energía generada. Los cálculos y el trabajo que hemos realizado muestran que una eficacia del 30% pronto sería posible", afirman los autores principales del estudio, Florent Sahli y Jérémie Werner.
El nuevo tipo de celda en tándem es altamente eficiente y directamente compatible con las tecnologías basadas en silicio monocristalino, que se benefician de la experiencia industrial de larga data y que ya se están produciendo de manera rentable. "Estamos proponiendo usar equipos que ya están en uso, simplemente agregando algunas etapas específicas. Los fabricantes no adoptarán una tecnología solar completamente nueva, sino que simplemente actualizarán las líneas de producción que ya están utilizando para las células basadas en silicio", explica Christophe Ballif, jefe del Laboratorio fotovoltaico de EPFL y del centro fotovoltaico de CSEM.
Por el momento, la investigación continúa para aumentar aún más la eficiencia y darle a la película de perovskita una mayor estabilidad a largo plazo. Aunque el equipo ha logrado un gran avance, aún queda trabajo por hacer para que su tecnología pueda ser adoptada comercialmente.
Fuente: Cheops.
