La nueva célula solar logró una eficiencia máxima de conversión de energía del 23,75% y una eficiencia certificada del 23,64%, superando así el récord mundial anterior del 23,35% logrado en 2019 por Solar Frontier de Japón. El resultado fue confirmado por el Fraunhofer ISE.

Fabricante sueco de energía fotovoltaica Primer Centro Tecnológico Solar Europeo AB, una unidad del productor de módulos solares de película delgada con sede en EE. UU. Primer Solary la Universidad de Uppsala han presentado una nueva célula solar basada en cobre, indio, galio y diseleniuro (CIGS) tecnología.

El Primer Centro Tecnológico Solar Europeo se conocía anteriormente como evolucionar,una empresa fundada en 2019 desde ahora insolvente Solibro, fabricante de película fina de CIGS. Fue cuando adquirido por First Solar en mayo de 2023. La empresa se centra en el desarrollo de soluciones, incluidos equipos de fabricación, para comercializar tecnología solar en tándem con películas delgadas de perovskita.

La nueva célula solar alcanzó una eficiencia máxima de conversión de energía del 23,75% y una eficiencia certificada del 23,64%, batiendo así el récord mundial anterior del 23,35%. logrado en 2019 por la Frontera Solar de Japón. Alemania Instituto Fraunhofer de Sistemas de Energía Solar (Fraunhofer ISE) confirmó el resultado.

"Lo logramos combinando cuatro enfoques diferentes", dijo el autor principal de la investigación, Jan Keller. revista pv. “Agregamos una concentración relativamente alta de plata al absorbente e implementamos un perfil de profundidad de galio (Ga) similar a un 'palo de hockey'. Además, adaptamos un tratamiento post-deposición (PDT) de fluoruro de rubidio (RbF) a la composición del absorbente y sometimos al absorbente a una iluminación prolongada”.

Estos procesos, según el equipo de investigación, pudieron mejorar la microestructura, reducir la densidad de defectos y mitigar las fluctuaciones de la banda prohibida, pasivar la superficie del absorbente y aumentar la densidad de dopaje. "En general, esto condujo a una reducción del déficit de voltaje en circuito abierto, lo que resultó en una alta eficiencia radiativa externa del 1,6%", añadió Keller.

Presentado en el estudio “Una aleación de plata de alta concentración y una clasificación de galio de contacto posterior pronunciado permiten una célula solar de seleniuro de galio, indio y cobre con una eficiencia del 23,6 %.”, publicado recientemente en naturaleza energía, la celda se construyó con un sustrato de vidrio recubierto con molibdeno (Mo), una capa de fluoruro de sodio (NaF), el absorbente CIGS, la capa RbF, una capa amortiguadora de sulfuro de cadmio (CdS), una capa ventana de óxido de zinc (i-ZnO ), un óxido de zinc dopado con aluminio (ZnO:Al) y un revestimiento antirreflectante a base de fluoruro de magnesio (MgF2).

Los científicos explicaron que utilizaron una cantidad relativamente alta de plata en el absorbente y colocaron un perfil de galio similar a un "palo de hockey" con una alta concentración de Ga cerca del contacto posterior de Mo y una concentración más baja y constante en la región más cercana al CdS. capa de amortiguamiento. También aplicaron un tratamiento post-deposición (PDT) de RbF estándar, que, según dijeron, permitió reducir el espesor de la capa tampón de CdS a 25 nm.

“Nuestro estudio demuestra que la tecnología de película delgada CIGS es una alternativa competitiva como célula solar independiente. La tecnología también tiene propiedades que pueden funcionar en otros contextos, como la celda inferior de una celda solar en tándem”, dijo el equipo de investigación.

De cara al futuro, los científicos dijeron que podrían aumentar la eficiencia de la célula a más del 25%. Esto debe lograrse evitando la absorción parásita en las capas de ventana y de amortiguación, manteniendo al mismo tiempo los mismos niveles de voltaje de circuito abierto y factor de llenado. "Para ir más allá de este nivel, es necesario mejorar aún más la calidad del absorbente y alcanzar valores de eficiencia radiativa externa (ERE) muy superiores al 1,6% para reducir aún más el déficit de tensión en circuito abierto y el factor de idealidad", concluyeron.

Fuente: Revista Pv