Eficiencia récord del 21,4% en células solares flexibles

Las células solares flexibles ganan potencia

08.09.2021 - Suiza

Un grupo de científicos del Empa ha llevado la eficiencia de las células solares flexibles a un nuevo límite. Mediciones independientes han revelado una eficiencia del 21,4% cuando este tipo de células solares convierte la luz en electricidad. A modo de comparación: la mejor eficiencia de una célula solar no flexible fabricada con silicio cristalino es del 26,7%.

Empa

Las células solares flexibles CIGS están formadas por capas muy finas e incluyen un compuesto formado por los elementos cobre, indio, galio y selenio. Las capas se depositan en sustratos poliméricos flexibles, principalmente mediante procesos de vacío.

Las células solares flexibles de alta eficiencia se procesan sobre una película de polímero mediante un método de coevaporación a baja temperatura para el crecimiento de la fina película de semiconductor Cu(In,Ga)Se2 que absorbe la luz. El científico de Empa Shiro Nishiwaki optimizó la composición de la capa y los dopantes alcalinos para conseguir una mejora del rendimiento. A continuación, los investigadores investigaron los efectos de la exposición combinada de calor e iluminación tras el procesamiento de las células solares y descubrieron un aumento del rendimiento fotovoltaico, que se mantiene estable tras varios meses. La eficiencia de la célula solar, del 21,38%, se midió de forma independiente en el Instituto Fraunhofer de Sistemas de Energía Solar ISE de Friburgo (Alemania).

22 años batiendo récords

Ayodhya Tiwari y su equipo llevan más de 22 años investigando sobre células solares flexibles de capa fina. Gracias a su profundo conocimiento de la tecnología y los procesos físicos fundamentales, han conseguido varios récords de eficiencia a lo largo de los años. Empezaron con un 12,8% en 1999, pasaron al 14,1% (2005), 17,6% (2010), 18,7% (2011), 20,4% (2013) y 20,8% en 2019.

Los módulos solares flexibles y ligeros con esta tecnología son especialmente adecuados para aplicaciones en tejados y fachadas de edificios, invernaderos, vehículos de transporte, aeronaves y electrónica portátil. Empa colabora con la empresa suiza Flisom para la fabricación en rollo de módulos solares flexibles y ligeros para dichas aplicaciones.

El trabajo de investigación y desarrollo contó con el apoyo de la Oficina Federal de Energía de Suiza.

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