El "caballo de batalla" de la fotovoltaica se combina por primera vez con la perovskita en tándem
Las denominadas células PERC se utilizan en la producción en masa de células solares de silicio, se consideran los caballos de batalla de la fotovoltaica y dominan el mercado. Ahora, dos equipos de HZB y del Instituto de Investigación de Energía Solar de Hamelín (ISFH) han demostrado que estas células de silicio estándar también son adecuadas como base para las células en tándem con células superiores de perovskita. En la actualidad, la eficiencia de la célula en tándem sigue siendo inferior a la de las células PERC optimizadas por sí solas, pero podría aumentar hasta el 29,5% mediante una optimización específica. La investigación fue financiada por el Ministerio Federal de Economía de Alemania en el marco de un proyecto conjunto.
Una célula solar de silicio estándar se combina con una célula superior de perovskita. Esta célula solar en tándem podría alcanzar altas eficiencias.
© Silvia Mariotti / HZB
Las células en tándem de silicio y perovskita son capaces de convertir el amplio espectro energético de la luz solar en energía eléctrica con mayor eficacia que las respectivas células individuales. Ahora, por primera vez, dos equipos de HZB e ISFH Hameln han logrado combinar una célula superior de perovskita con una célula de silicio denominada PERC/POLO para formar un dispositivo en tándem. Se trata de un logro importante, ya que las células de silicio PERC sobre silicio tipo p son el "caballo de batalla" de la energía fotovoltaica, con una cuota de mercado de aproximadamente el 50% de todas las células solares producidas en el mundo. Están ampliamente optimizadas, son estables a largo plazo y tienen una temperatura estable. Por ello, resulta especialmente interesante para la comercialización de una tecnología de tándem perovskita-silicio desarrollar una "mejora del tándem perovskita" para las células PERC. La cooperación tuvo lugar en el marco del proyecto conjunto P3T, financiado por el Ministerio Federal de Economía y coordinado por HZB.
El equipo de ISFH utilizó un proceso PERC compatible con la industria para el contacto trasero de las células inferiores de silicio. En la parte delantera de la oblea se utilizó otra tecnología industrializable, el llamado contacto POLO, que se adaptó aquí para las células de prueba de pequeño tamaño.
En HZB se llevaron a cabo los siguientes pasos del proceso: se aplicó una capa de recombinación de óxido de indio dopada con estaño como contacto entre las dos subceldas. Encima se procesó una célula de perovskita con una secuencia de capas similar a la de la célula en tándem con récord mundial de células de heterounión de silicio tipo n, fabricada por HZB. Las primeras células en tándem PERC/POLO de perovskita producidas de este modo alcanzan una eficiencia del 21,3% en un área de célula activa de aproximadamente 1cm². Por tanto, esta eficiencia sigue siendo inferior a la de las células PERC optimizadas en este estudio de viabilidad. "Sin embargo, los resultados experimentales iniciales y las simulaciones ópticas indican que podemos mejorar significativamente el rendimiento mediante la optimización del proceso y de las capas", explica el Dr. Lars Korte, autor correspondiente del estudio.
El PCE se estima en un 29,5%.
Los expertos estiman que la eficiencia de conversión de energía (PCE) de estas células solares en tándem de perovskita/silicio con tecnología de subceldas tipo PERC es del 29,5%. Los próximos pasos para aumentar la eficiencia ya están claros: la Dra. Silvia Mariotti, del equipo de HZB, había identificado la cobertura de la superficie de silicio por la perovskita como potencial de mejora: "Para ello, se podría adaptar la superficie de las obleas de silicio y así aumentar rápidamente la eficiencia hasta un 25% aproximadamente", dice Mariotti. Esto ya es significativamente superior a la eficiencia de las células individuales PERC.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
Publicación original
Silvia Mariotti, Klaus Jäger, Marvin Diederich, Marlene Sophie Härtel, Bor Li, Kari Sveinbjörnsson, Sarah Kajari-Schröder, Robby Peibst, Steve Albrecht, Lars Korte, Tobias Wietler; "Monolithic Perovskite/Silicon Tandem Solar Cells fabricated using industrial p-type POLO/PERC Silicon Bottom Cell Technology"; Solar - RRL; 2022
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