Científicos ingleses y alemanes desarrollan el módulo fotovoltaico tándem de perovskita-silicio más eficiente del mundo en formato industrial

Los paneles miden 1,68 m² y cuentan con una potencia de salida de 421 W. Es fruto de la colaboración entre el instituto de investigación solar Fraunhofer ISE y el especialista en fotovoltaica de perovskita Oxford PV.

Avances en la Eficiencia de los Módulos Fotovoltaicos: Nueva Era Solar

Recientemente, un equipo de investigación del Instituto Fraunhofer para Sistemas de Energía Solar ISE, en colaboración con Oxford PV, ha logrado un hito significativo en la tecnología fotovoltaica.

Han desarrollado un módulo PV tándem de tamaño completo, combinando células solares de perovskita y silicio, alcanzando una eficiencia récord del 25%. Este módulo, con un área de 1.68 m², es capaz de producir 421 W, posicionándose como el módulo solar tándem de perovskita-silicio más eficiente del mundo en formato industrial.

Oxford PV: Líderes en la Producción de Células Solares

Oxford PV, una empresa derivada de la Universidad de Oxford, está a la vanguardia en la fabricación de estas células solares en formato M6. Con una eficiencia del 26.8% en pequeñas series, la producción se lleva a cabo en su fábrica en Brandeburgo, Alemania. Este año marcará el inicio de la producción comercial de estas células solares tándem, una tecnología que promete revolucionar el mercado de la energía solar.

El Potencial de las Células en tándem de Perovskita-Silicio

Las células tándem de perovskita-silicio tienen un potencial teórico de eficiencia superior al 43%, una cifra impresionante comparada con el límite de menos del 30% de las células solares de silicio convencionales.

El equipo de Fraunhofer ISE ha demostrado que es posible fabricar un módulo PV tándem con un 25% de eficiencia usando tecnología compatible con la producción en masa, lo que indica un futuro prometedor para esta tecnología en la industria fotovoltaica.

Desafíos y Soluciones en la Fabricación

Un desafío clave en la fabricación de estas células es su sensibilidad a la temperatura. Por ello, el equipo de investigación desarrolló procesos a baja temperatura para la interconexión y encapsulación de las células solares, cuidando también su integridad mecánica. Estos procesos son aptos para la producción industrial y pueden implementarse fácilmente en las líneas de producción fotovoltaica actuales.

Medición y Calibración Precisas para una Tecnología Innovadora

Para calcular la eficiencia del módulo, se utilizó un simulador solar multispectral de nueva generación en el CalLab PV Modules. Esta herramienta permite medir con precisión y reproducibilidad la potencia del módulo tándem, iluminando diferencialmente las capas de perovskita y silicio, imitando las condiciones naturales de luz solar. La eficiencia se calculó sobre la base del área designada de 1.68 metros cuadrados, utilizando un método de medición adaptado a esta nueva tecnología.

Hacia la Certificación y Pruebas de Estabilidad a Largo Plazo

El equipo del proyecto, compuesto por miembros de Fraunhofer ISE y Oxford PV, se enfoca ahora en la certificación del módulo PV. Para ello, se están realizando intensas pruebas de estabilidad a largo plazo en las cámaras climáticas del TestLab PV Module de Fraunhofer ISE.

Este desarrollo no solo representa un avance en la eficiencia energética, sino que también subraya el enorme potencial de las tecnologías tándem de perovskita y silicio en la revolución de la energía solar.

Vía Fraunhofer ISE

Cómo funciona una célula fotovoltaica

Una célula fotovoltaica funciona como una fábrica mágica que convierte la luz del sol en electricidad. Usa materiales especiales que hacen que los electrones se muevan cuando la luz del sol los toca, creando así energía que podemos usar para hacer funcionar muchas cosas. ¡Es como tener un pedacito de sol trabajando para nosotros!

Qué es la perovskita y qué ventajas ofrecen en la energía solar

Imagina que tienes un conjunto de bloques de construcción de diferentes colores y formas. Con estos bloques, puedes construir casas, castillos o cualquier cosa que se te ocurra. En el mundo de la ciencia de los materiales, hay un material especial llamado perovskita que es un poco como esos bloques de construcción, pero en vez de hacer construcciones, se usa para capturar la luz del sol y convertirla en electricidad.

La perovskita es un tipo de mineral que tiene una estructura muy particular, casi como un patrón que se repite una y otra vez, formado por diferentes elementos químicos. Lo interesante de la perovskita es que podemos cambiar algunos de esos «bloques» (elementos) por otros diferentes para mejorar cómo captura la luz del sol o cómo funciona en diferentes condiciones. Esto es como si pudieras cambiar algunos de tus bloques de construcción por otros que brillan en la oscuridad o que son más fuertes, para hacer tu construcción aún mejor.

En el mundo real, los científicos están muy emocionados con la perovskita porque puede ser muy útil para hacer paneles solares más eficientes y baratos. Los paneles solares hechos con perovskita pueden ser más ligeros, flexibles y fáciles de producir que los tradicionales, que generalmente están hechos de silicio. Esto significa que podríamos tener más energía solar en más lugares, ayudando a generar electricidad de una manera amigable con el planeta, sin contaminar.

Así que, piensa en la perovskita como esos bloques mágicos que nos ayudan a capturar un poquito de la luz del sol y transformarla en electricidad para encender nuestras casas, jugar con nuestras consolas de videojuegos o incluso cargar el teléfono de mamá y papá.

Qué son las células solares en tándem

Imagina que tienes dos superhéroes, cada uno con su propia habilidad especial para capturar diferentes tipos de luz del sol. Uno es realmente bueno atrapando una parte de la luz, y el otro es experto en capturar otro tipo de luz que el primero no puede. Ahora, imagina que decides hacer un equipo con estos dos superhéroes para que trabajen juntos. Al hacerlo, pueden capturar mucho más sol que si trabajara solo uno de ellos. Este equipo súper poderoso es capaz de hacer más trabajo juntos, convirtiendo más luz del sol en energía que podemos usar para hacer funcionar cosas, como juguetes, lámparas o televisores.

Las células solares tándem funcionan de manera similar. Son como dos capas diferentes de células solares, cada una hecha de materiales distintos, puestas una encima de la otra. La capa de arriba captura un tipo de luz solar, y la capa de abajo captura otro tipo. Al trabajar juntas en «tándem» (que significa en equipo), estas dos capas pueden convertir más luz solar en electricidad que si solo tuviéramos una capa trabajando sola.

Así que, las células solares tándem son como un equipo de superhéroes para la energía solar, haciéndola más poderosa y eficiente para nosotros.