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Récord de eficiencia alcanzado por una célula solar de capa fina

Fina como el papel pero muy eficiente: Una célula solar en tándem con perovskita y CIGS. (Fuente de la imagen: G. Farias Basulto/HZB)
Fina como el papel pero muy eficiente: Una célula solar en tándem con perovskita y CIGS. (Fuente de la imagen: G. Farias Basulto/HZB)
Estas células de CIGS son flexibles y requieren sólo una fracción del material utilizado para las células solares de silicio. Combinándolas con perovskita mejoran significativamente su eficiencia.

Cada lámina mide la increíble cifra de 2 μm de grosor y en realidad consta de cuatro capas apiladas una sobre otra: una capa de cristal CIGS (compuesta de cobre, indio, galio y selenio), una capa intermedia hecha de óxido de zinc dopado con aluminio, una capa de perovskita y una capa de contacto en la parte inferior.

En cambio, la capa activa de un módulo solar comercial debe ser al menos cien veces más gruesa. Esto se traduce en un uso sustancialmente mayor de material, un aumento de peso y una falta de flexibilidad para otras aplicaciones potenciales.

Optimizando las superficies de contacto entre las dos secciones de una célula solar en tándem, que debe dejar pasar la luz con la menor interferencia posible, los investigadores lograron mejorar la eficacia de la célula hasta el 24,6%. Esta cifra ha sido verificada por el Instituto Fraunhofer de Sistemas de Energía Solar ISE mediante un proceso de medición específico.

Las distintas capas sólo son visibles con un microscopio electrónico de barrido. (Fuente de la imagen: G. Farias Basulto/HZB)
Las distintas capas sólo son visibles con un microscopio electrónico de barrido. (Fuente de la imagen: G. Farias Basulto/HZB)

Los investigadores del Helmholtz-Zentrum también confían en que la eficiencia pueda superarse el 30%. Esto situaría a la solución de película fina entre las mejores células solares en tándem, pero a una fracción de su aporte de materiales.

Aunque no sabemos lo duradera que será la película fina como el papel en el uso a largo plazo, los módulos solares basados en la perovskita -al menos los de alta eficiencia- experimentan una considerable pérdida de eficiencia cuando entran en juego la humedad y la luz solar.

El proceso de producción también debe simplificarse considerablemente antes de que la célula de película fina esté lista para su uso en el mundo real. La aplicación adecuada de capas de menos de 1 μm de grosor requiere un sistema de agrupación con cámaras de vacío y cámaras de transferencia, lo que significa que la tecnología está aún muy lejos del reino de los paneles solares de balcón de 300 dólares.

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Mario Petzold, 2025-02- 6 (Update: 2025-02- 7)