Los científicos del Laboratorio Nacional de Energías Renovables (NREL) han fabricado una célula solar con una eficiencia cercana al 50%. La célula solar de seis-uniones ahora ostenta el récord mundial de mayor eficiencia de conversión solar con un 47,1%, medida bajo iluminación concentrada. Una variación de la misma celda también establece el récord de eficiencia bajo iluminación de un-sol con un 39,2%.
"Este dispositivo realmente demuestra el extraordinario potencial de las células solares multiunión", afirmó John Geisz, científico principal del Grupo de Energía Fotovoltaica Cristalina de Alta-Eficiencia del NREL y autor principal de un nuevo artículo sobre la célula que establece récords-.
El artículo, "Seis-células solares de unión III-V con una eficiencia de conversión del 47,1% bajo una concentración de 143 soles", aparece en la revista Nature Energy. Los coautores-de Geisz son los científicos del NREL Ryan France, Kevin Schulte, Myles Steiner, Andrew Norman, Harvey Guthrey, Matthew Young, Tao Song y Thomas Moriarty.
Para construir el dispositivo, los investigadores del NREL se basaron en materiales III-V -- llamados-por su posición en la tabla periódica -, que tienen una amplia gama de propiedades de absorción de luz. Cada una de las seis uniones de la célula (las capas fotoactivas) está especialmente diseñada para capturar la luz de una parte específica del espectro solar. El dispositivo contiene alrededor de 140 capas en total de diversos materiales III-V para respaldar el rendimiento de estas uniones y, sin embargo, es tres veces más estrecho que un cabello humano. Debido a su naturaleza altamente eficiente y al costo asociado con su fabricación, las células solares III-V se utilizan con mayor frecuencia para alimentar satélites, lo que valora el rendimiento inigualable de III-V.
En la Tierra, sin embargo, la célula solar de seis-uniones es muy-adecuada para su uso en concentradores fotovoltaicos, afirmó Ryan France, co-autor y científico del III-V Multijunction Group del NREL.
"Una forma de reducir costos es reducir el área requerida", dijo, "y esto se puede hacer usando un espejo para capturar la luz y enfocarla hacia un punto. Luego se puede obtener una centésima o incluso una milésima parte del material, en comparación con una celda de silicio de placa plana-. Se utiliza mucho menos material semiconductor al concentrar la luz. Una ventaja adicional es que la eficiencia aumenta a medida que se concentra la luz".
Francia describió el potencial de la célula solar para superar el 50% de eficiencia como "realmente muy alcanzable", pero que el 100% de eficiencia no se puede alcanzar debido a los límites fundamentales impuestos por la termodinámica.
Geisz dijo que actualmente el principal obstáculo de la investigación para alcanzar el 50% de eficiencia es reducir las barreras resistivas dentro de la celda que impiden el flujo de corriente. Mientras tanto, señala que NREL también está muy comprometido en reducir el costo de las células solares III-V, permitiendo nuevos mercados para estos dispositivos altamente eficientes.
Noticias de: Science Daily
Publicado por: China Nuclear ITG Capita Management Company
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