Los científicos de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL) han desarrollado una célula solar en tándem capaz de proporcionar una eficiencia certificada del 29,2%. Esta nueva célula combina una celda solar de perovskita con una celda solar de silicio texturizado.
Las células solares de silicio se utilizan ampliamente, pero su eficiencia de conversión sigue siendo limitada, por lo que los paneles equipados con este tipo de celdas solares alcanzarán una eficiencia de alrededor del 23 al 25% como máximo.
En el futuro, estas células deberían alcanzar un máximo del 27%, debido a las restricciones termodinámicas inherentes al proceso. Sin embargo, estas restricciones se pueden superar combinando el silicio con una segunda celda solar que absorbe la radiación azul y verde del espectro solar para aprovecharla de manera más eficiente.
La investigación de la EPFL ha demostrado que las células de perovskitas basadas en haluros son la mejor alternativa posible para aumentar la eficiencia del silicio sin generar costes de fabricación adicionales excesivos.
Retos de las células de perovskitas
Un obstáculo fue encontrar una manera de recubrir uniformemente la superficie de silicio rugosa o texturizada intencionalmente con una capa delgada de perovskita a base de haluro. Gracias a la superficie texturizada, se consigue minimizar el reflejo de la luz. Los científicos del Laboratorio de Películas Delgadas Electrónicas y Fotovoltaicas (PV-lab) de la EPFL desarrollaron un método para distribuir uniformemente las capas de perovskita sobre silicio texturizado en 2018.
Los nuevos dispositivos elaborados para demostrar la viabilidad del concepto han logrado una eficiencia del 25,2%. Ahora, los investigadores han mejorado el proceso de cristalización de la perovskita y han desarrollado capas ultratransparentes con células solares en tándem con una eficiencia del 29,2% en un área de 1 centímetro cuadrado. Esta eficiencia ha sido certificada por el Instituto Fraunhofer independiente para Sistemas de Energía Solar (Fraunhofer ISE) en Alemania.
Actualmente, los científicos están trabajando en una nueva forma que obtiene rendimientos superiores al 30% aprovechando la fuerte corriente eléctrica que proporciona la textura de silicio.
Según el grupo de investigadores, uno de los grandes desafíos será desarrollar celdas solares que puedan permanecer en los techos sin degradarse durante más de 25 años. Pero lograr una mayor eficiencia sin cambiar la textura del silicio será muy interesante para la industria fotovoltaica. Este descubrimiento ofrece perspectivas prometedoras para reducir el costo de producción de electricidad por kWh, al producir más energía en la misma superficie.