Fraunhofer ISE logra un nuevo récord de eficiencia del 30,2% con una célula solar multiunión de silicio

Los investigadores del Instituto Fraunhofer de Sistemas de Energía Solar ISE y los de la austriaca EV Group han conseguido establecer una multiunión de células solares basada en silicio con sólo dos contactos, que ha logrado un récord de eficiencia del 30,2%. Los investigadores superaron el límite teórico de las células solares de silicio mediante un proceso de vinculación de la oblea directa para transferir unos pocos micrómetros de material semiconductor III-V de silicio.

Este proceso, que es una aplicación bien conocida en la industria microelectrónica, une las superficies de las subcélulas en un vacío mediante la aplicación de presión después de la etapa de activación de plasma. Según Fraunhofer, los átomos en la superficie de la subcélula III-V forman enlaces con los átomos de silicio para crear un dispositivo monolítico que, como una célula totalmente integrada, se traduce en una mayor eficiencia.

Externamente, la célula solar tiene el mismo aspecto, ya que  su complejidad queda restringida a su funcionamiento interno, lo que permite a los investigadores albergar esperanzas en que pronto pueda ser integrada en un módulo fotovoltaico estándar utilizando la trasera de contacto como cualquier otra célula solar de silicio.

"Estamos trabajando en métodos para superar los límites teóricos de las células de silicio solar", dijo Frank Dimroth, jefe de departamento en el Instituto Fraunhofer. "Es nuestra experiencia de muchos años con las tecnologías de silicio III-V la que nos ha permitido lograr este hito en la actualidad".

La eficiencia del 30,2% se confirmó en el laboratorio Fraunhofer de Friburgo basado en una célula solar multiunión  de 4 cm cuadrados de silicio. Esto supera con creces el récord de eficiencia actual de una célula solar de silicio puro –que es del  26,3% - y también excede el límite de la eficiencia teórica de 29,4% para las células solares de silicio.

"La clave del éxito fue encontrar un proceso de fabricación de células solares de silicio que produce una superficie lisa y altamente dopada, que es  la más adecuada para la unión de obleas, así como las cuentas de las diferentes necesidades de silicio y los semiconductores III-V aplicados," añadió Ene Benick, líder del equipo en el Fraunhofer ISE.

El director del Instituto, Eicke Weber dijo que le complacía que el Instituto Fraunhofer haya logrado de manera tan convincente romper la barrera del 30% de eficiencia con sus células solares basadas en silicio totalmente integrado con dos contactos. “Con este logro, hemos abierto la puerta a mejoras adicionales de rendimiento para las células basadas en silicio".