La Universidad de Uppsala posee el nuevo récord mundial de generación de energía eléctrica a partir de células solares de seleniuro de cobre, indio y galio (CIGS).El nuevo récord mundial es del 23,64% de eficiencia.La medición fue realizada por un instituto independiente y los resultados sonpublicadoenEnergía de la naturaleza.

El récord es el resultado de una colaboración entre la empresa First Solar European Technology Center (anteriormente conocida como Evolar) y investigadores de células solares de la Universidad de Uppsala.

"Las mediciones que hemos realizado nosotros mismos para esta célula solar y otras células solares producidas recientemente están dentro del margen de error de la medición independiente. Esas mediciones también se utilizarán para una calibración interna de nuestros propios métodos de medición", afirma Marika Edoff,Profesor de Tecnología de Células Solares en la Universidad de Uppsala, responsable del estudio.

El récord mundial anterior fue del 23,35% (Solar Frontier, Japón), precedido por el 22,9% (ZSW, Alemania).La Universidad de Uppsala ya ostentó el récord anteriormente; la primera vez fue en los años 90 en la colaboración de investigación Euro-CIS.

"En un momento también tuvimos el récord para un prototipo conectado en serie. Aunque hace mucho tiempo que no ostentamos el récord en células, a menudo hemos estado detrás de los mejores resultados y, por supuesto, hay muchas cosas relevantesaspectos a considerar, como el potencial de escalar a un proceso de gran escala, donde siempre hemos estado a la vanguardia", dice Edoff.

Las células solares están aumentando rápidamente en todo el mundo yenergía solarrepresentó poco más del 6% de la electricidad en todo el mundo en 2022, según la Agencia Internacional de Energía (AIE).Los mejores módulos solares fabricados de silicio cristalino, que es el material más utilizado en las células solares, convierten actualmente más del 22% de la luz solar en energía eléctrica, y las células solares modernas son económicas y estables a largo plazo.

Uno de los objetivos de la investigación sobre células solares es alcanzar una eficiencia superior al 30% con costes de producción razonables.La atención se centra muy a menudo en las células solares en tándem por ser más eficientes, pero hasta ahora han sido demasiado costosas para su uso a gran escala.

El récord mundial del 23,64% lo ha medido el instituto independiente Fraunhofer ISE de Alemania.El artículo académico presenta un análisis material y eléctrico exhaustivo de la célula solar, así como una comparación con registros anteriores para el mismo tipo de célula solar de otras instituciones de investigación.

Las propiedades más importantes de una célula solar son la capacidad de absorber luz y la capacidad de transportar energía a una carga eléctrica.Para que esto tenga éxito, el material debe ser capaz de absorber una porción óptima de la luz solar y al mismo tiempo evitar desperdiciar esta energía convirtiéndola en calor dentro de la célula solar.

Las células solares CIGS consisten en una lámina de vidrio hecha de vidrio de ventana normal, recubierta con varias capas diferentes, cada una de las cuales tiene una función específica.El material que absorbe la luz solar está formado por cobre, indio, galio y seleniuro (de ahí el acrónimo CIGS), con adiciones de plata y sodio.

Esta capa se coloca en la propia célula solar entre un contacto posterior de molibdeno metálico y un contacto frontal transparente.Para que la célula solar sea lo más eficiente posible a la hora de separar electrones, la capa CIGS se trata con fluoruro de rubidio.El equilibrio entre los dos metales alcalinos, sodio y rubidio, y la composición de la capa CIGS son clave para la eficiencia de conversión, es decir, la proporción del espectro solar completo que se convierte en energía eléctrica en la célula solar.

Más información:Jan Keller et al, Aleación de plata de alta concentración y clasificación de galio de contacto posterior pronunciado que permite una célula solar de seleniuro de cobre, indio y galio con una eficiencia del 23,6%.Energía de la naturaleza(2024).DOI: 10.1038/s41560-024-01472-3