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Una célula solar de pozo cuántico bate un récord mundial de eficiencia de casi el 40%

22 mayo, 2022 Deja un comentario

Investigadores del Laboratorio Nacional de Energías Renovables (EE.UU.) han batido el récord mundial de eficiencia de una célula solar. Alcanzando casi el 40%, el nuevo dispositivo ostenta la mayor eficiencia registrada para cualquier tipo de célula solar en condiciones reales.

La nueva célula solar del equipo registró una eficiencia del 39,5%, en condiciones de iluminación equivalentes a las del Sol.

Se trata de un récord importante, ya que otras células solares experimentales han registrado eficiencias de hasta el 47%, pero bajo una luz muy concentrada. La medición de su eficiencia bajo una iluminación equivalente a la del Sol ofrece una mejor indicación de su rendimiento en el mundo real.

La nueva célula solar supera el récord anterior del equipo, que era del 39,2% en 2020. En comparación, las células solares de silicio de uso común y las emergentes células solares de perovskita alcanzan un máximo del 25% de eficiencia, mientras que las células solares en tándem que combinan ambos materiales se acercan al 30%.

La célula solar del NREL también se sometió a pruebas para comprobar su rendimiento en el espacio, si se usara para alimentar satélites y otras naves espaciales. En esas condiciones, alcanzó un respetable 34,2% de eficiencia.

La nueva célula solar se basa en una arquitectura conocida como células de multijunción metamórfica invertida (IMM) y contiene tres «uniones», los componentes que producen la corriente eléctrica en respuesta a la luz. Cada una de esas uniones está hecha de un material diferente: en este caso, se trata de fosfuro de galio e indio en la parte superior, arseniuro de galio en el centro y arseniuro de galio e indio en la parte inferior. Estos tres materiales se especializan en diferentes longitudes de onda de la luz, lo que permite a la célula solar en su conjunto recoger más energía de todo el espectro luminoso.

Otro avance que contribuyó al nuevo récord de eficiencia fue construir la capa intermedia con «pozos cuánticos». Esencialmente, al intercalar una capa conductora entre otros dos materiales con una brecha de banda más amplia, los electrones quedan confinados en dos dimensiones, lo que permite al material capturar más luz. La capa intermedia de esta célula solar contenía hasta 300 pozos cuánticos, lo que elevó la eficiencia global a nuevas cotas.

El avance puede ser importante para la tecnología de las células solares, pero el equipo afirma que la fabricación de este tipo de células sigue siendo bastante cara. Habrá que seguir trabajando para reducir esos costes y abrir nuevas aplicaciones.

Más información: www.sciencedirect.com (texto en inglés).

Vía www.nrel.gov

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Publicado en: Fotovoltaica

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