Investigadores de la Universidad Dianzi de Hangzhou inventaron una célula solar monocristalina de 20 µm de espesor y una eficiencia del 21.1 % mediante un método innovador denominado transferencia de capas (LT). Lograron mejoras increíbles en la corriente de cortocircuito, la tensión de circuito abierto, el factor de llenado y la eficiencia general de la célula, pasando del 16.5 % a un excepcional 21.1 %, mediante la implementación de capas de pasivación y el uso de distintas configuraciones de contacto. Esto mejoraría aún más el rendimiento de la célula solar, permitiría un uso rentable de la energía solar de silicio y revolucionaría la fabricación de paneles.
Universidad de Hangzhou Dianzi Los investigadores en China han desarrollado con éxito un célula solar monocristalina de película delgada tipo p con una eficiencia de conversión de energía que rivaliza con sus contrapartes industriales gruesas.
Leónidas Palilis dijo: En general, los hallazgos de este estudio presentan una nueva forma de crear células solares de silicio cristalino delgadas y de alto rendimiento utilizando mucho menos silicio: para una célula de 20 μm, alrededor de una octava parte de la cantidad requerida para una célula gruesa de 160 μm en un tamaño de panel determinado.
Los científicos explicaron en su artículo de investigación publicado que: Se utilizó un método llamado transferencia de capas (LT) en lugar de cortar lingotes de silicio para producir la oblea para la célula solar. LT permite la transferencia de una capa de material semiconductor de un sustrato a otro.
Este método implica:
- La primera electroquímico uso de ácido fluorhídrico (HF) para grabar poros en una oblea de silicio gruesa, creando un sustrato de silicio poroso.
- Este sustrato se utiliza luego para el crecimiento epitaxial de un silicio monocristalino capa.
- Finalmente, la fina capa epitaxial de silicio se separa del sustrato de silicio poroso.
Utilizando este método, los científicos adquirieron con éxito una fina oblea de silicio monocristalino tipo p que es 20 μm de grosor. Para mejorar el rendimiento de la celda, aplicaron una serie de capas de pasivación, consistentes en óxido de aluminio (Al2O3), nitruro de silicio (SiO2) y monóxido de silicio (SiOx), en la parte frontal de la celda utilizando Deposición química de vapor mejorada con plasma (PECVD).
Los contactos vienen en dos configuraciones distintas y se dice que mejoran la absorción de luz tanto en longitudes de onda cortas como largas. En consecuencia, esto produce una mejora notable en la corriente de cortocircuito y el voltaje de circuito abierto de la celda. Las configuraciones son las siguientes:
- SiO2/SiNx/SiOx
- Al2O3/SiNx/SiOx
“En comparación con una célula solar estándar utilizada como referencia, la densidad de corriente aumentó de 34.3 mA/cm2 a 38.2 mA/cm2”, El investigador dijo, y agregó que las capas de pasivación también contribuyeron a elevar el voltaje de circuito abierto de la celda. 632 mV a 684 mV.
En consecuencia, el factor de llenado del dispositivo y la eficiencia celular experimentaron un crecimiento notable:
- Pasando del 76.2% a un impresionante 80.8%.
- Pasando de un modesto 16.5% a un sobresaliente 21.1%.
Leonidas Palilis explicó: “Este avance probablemente contribuirá a una adopción más generalizada y rentable de la tecnología de energía solar de silicio, debido al menor coste y la consiguiente expansión de la capacidad de fabricación de paneles solares”.
