Un equipo de investigadores del Instituto Fraunhofer para Sistemas de Energía Solar ISE (Fraunhofer ISE) y del Instituto NWO Amolf (Ámsterdam) ha fabricado una célula solar multiunión con una eficiencia del 36,1%, la eficiencia más alta alcanzada por una célula solar basada en silicio. El proyecto de investigación ha sido financiado a través del programa Fraunhofer ICON. La celda récord combina una celda solar de ‘silicio TOPCon’ de última generación con dos capas semiconductoras compuestas de GaInP y GaInAsP y un nanorecubrimiento de metal/polímero.
Las células solares y los paneles solares basados en silicio se usan de manera masiva en todo el mundo, pero su eficiencia de conversión de energía fotovoltaica se limita fundamentalmente al 29,4%. Esta limitación se puede superar recubriendo las células solares con materiales adicionales para crear una célula solar ‘multiunión’.
En dicha geometría, se apilan múltiples capas de absorción de luz una encima de otra, de modo que cada capa absorba efectivamente una parte específica del espectro de color de la luz solar. Este concepto de múltiples capas puede mejorar enormemente la eficiencia de la celda.
La pila de capas se recubre con un nanorecubrimiento de metal/polímero. El reflector trasero mejora la captura de la luz dentro de la célula, lo que permite aumentar la eficiencia por primera vez más allá del 36%.
Nuevas aplicaciones
Las nuevas células solares de ultra alta eficiencia son actualmente más caras de fabricar que las células solares de silicio convencionales, que alcanzan eficiencias de hasta el 27%. Sin embargo, la alta eficiencia de la celda multiunión es un gran beneficio para aplicaciones donde el espacio disponible es limitado y se debe generar una gran cantidad de energía solar en un área pequeña.
Se prevén aplicaciones en coches eléctricos, productos de consumo y drones que funcionan con energía solar. El nuevo diseño de gestión de la luz también es aplicable a otros tipos de células solares, como las células solares multiunión de perovskita de silicio.