HZB logra otro récord mundial de eficiencia del 32,5% con una célula solar en tándem de perovskita y silicio

El récord mundial actual de células solares en tándem formadas por una célula inferior de silicio y una superior de perovskita lo ostenta de nuevo el Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB). La nueva célula solar en tándem convierte en energía eléctrica el 32,5% de la radiación solar incidente.

El instituto certificador italiano European Solar Test Installation (ESTI) midió la célula en tándem y confirmó oficialmente este valor. Además, el valor se introdujo en el resumen de tecnologías de células solares del NREL, que mantiene el Laboratorio Nacional de Energías Renovables (EE.UU.).

Una vez más, el HZB consiguió aumentar significativamente la eficiencia de las células solares en tándem de perovskita/silicio. "Se trata de un gran paso adelante que no habíamos previsto hace unos meses. Todos los equipos implicados en el HZB, especialmente los del Centro de Competencia FV (PVcomB) y el Laboratorio de Innovación HySPRINT, han colaborado aquí de forma excelente y con gran dedicación", afirma el profesor Steve Albrecht.

Modificaciones de interfaces y superficies

Su equipo utilizó un compuesto de perovskita mejorado y una sofisticada modificación de la superficie. Los doctores Silvia Mariotti y Eike Köhnen, ambos coautores del estudio, desarrollaron una modificación de la interfaz en la que se suprimen en gran medida las pérdidas por recombinación de cargas.

Además, aplicaron métodos especiales de medición analítica para comprender mejor los procesos fundamentales. A continuación, Lea Zimmermann, estudiante de máster, trasladó con éxito estos avances a las células solares en tándem y los combinó con nuevas mejoras ópticas.

El éxito sólo fue posible gracias a otros expertos técnicos y científicos que participaron en la producción y el desarrollo de las células en tándem. Combinando todas las modificaciones, se alcanzaron los valores máximos de fotovoltaje (tensión en circuito abierto) y el nuevo valor récord de eficiencia para esta fascinante tecnología en tándem.

Avances rápidos

En los últimos años, varias instituciones de investigación y empresas fotovoltaicas de todo el mundo han aumentado continuamente los valores de eficiencia. Los últimos meses, en particular, han sido muy emocionantes: varios equipos de HZB lograron un valor récord de algo menos del 30% (29,8%) a finales de 2021.

Para lograrlo, introdujeron nanotexturas periódicas especiales en las células solares. En el verano de este año, la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL), en Suiza, volvió a superar significativamente este valor y fue la primera del mundo en romper la barrera del 30%, con una célula en tándem certificada con una eficiencia del 31,3%.

Ahora, sin embargo, el valor más alto, del 32,5%, vuelve a estar en HZB. "Estamos muy satisfechos por el nuevo salto significativo en eficiencia. Esto demuestra el gran potencial de las células solares en tándem de perovskita/silicio para contribuir a un suministro energético sostenible y a un cambio de tendencia en los próximos años", afirma Albrecht.

El director científico de HZB, el profesor Bernd Rech, subraya: "Con un 32,5 por ciento, la eficiencia de las células solares de los tándems de HZB se sitúa ahora en rangos que antes sólo alcanzaban los costosos semiconductores III/V". En el gráfico del NREL se ve claramente lo espectaculares que son los dos últimos aumentos de EPFL y HZB".