Diseñan celdas solares flexibles con una eficiencia récord del 22,2%

Un año después de anunciar un récord de eficiencia, los científicos de Empa han logrado una nueva marca del 22,2 % para las celdas solares CIGS flexibles en película de polímero.

Las células solares de este tipo son especialmente adecuadas para aplicaciones en edificios, vehículos, satélites, aeronaves y dispositivos móviles.

Los investigadores de Empa han mejorado, una vez más, la eficiencia de las células solares flexibles CIGS.

Las mediciones certificadas de forma independiente revelaron una eficiencia de conversión de energía del 22,2 % para convertir la luz en electricidad, una mejora con respecto a su valor récord anterior del 21,4%.

Para comparar, la mejor eficiencia de una celda solar de silicio cristalino rígido es del 26,7%.

El equipo de Romain Carron, líder de grupo en el Laboratorio de Películas Delgadas y Fotovoltaica de Empa encabezado por Ayodhya N. Tiwari, presentó sus resultados más recientes en la 8.ª Conferencia Mundial sobre Conversión de Energía Fotovoltaica (WCPEC-8) el 26 de septiembre de 2022 en Milán, Italia.

Estas células solares flexibles se procesan en una película de polímero con una capa semiconductora de Cu(In,Ga)Se2 que absorbe la luz depositada por un método de coevaporación a baja temperatura.

El científico de Empa, Shiro Nishiwaki, modificó la composición de la capa para mejorar el rendimiento del dispositivo y el voltaje de salida.

“Dos enfoques explorados para alear el cristal generaron mejoras similares en el rendimiento del dispositivo“, dijo Romain Carron.

Por lo tanto, los hallazgos pueden transferirse a escala industrial siguiendo diferentes implementaciones, con resultados equivalentes.

La eficiencia de la célula solar del 22,2% se midió de forma independiente en el Instituto Fraunhofer para Sistemas de Energía Solar ISE en Freiburg, Alemania.

Ayodhya Tiwari y su equipo llevan más de 23 años realizando investigaciones sobre células solares de película delgada flexible.

Con su profundo conocimiento de la tecnología y los procesos físicos fundamentales, lograron varios récords de eficiencia a lo largo de los años.

Su “serie récord” comenzó con 12,8% en 1999, pasó a 14,1% (2005), 17,6% (2010), 18,7% (2011), 20,4% (2013), con un progreso más reciente a 20,8% (2019) y 21,4 % (2021).

En el régimen de límites de alta eficiencia, cada pequeño incremento requiere una investigación cuidadosa de los factores que limitan el rendimiento y requiere un enfoque innovador para superar el desafío.

La mejora actual en la eficiencia se atribuye a la aleación de la capa semiconductora absorbente de luz para mejorar las propiedades electrónicas.

Los módulos solares flexibles y livianos con esta tecnología son especialmente adecuados para aplicaciones en techos y fachadas de edificios, invernaderos, vehículos, aeronaves y dispositivos electrónicos portátiles.

Fuente: Empa