La energía verde vuelve a batir un récord mundial de eficiencia: esta vez la historia se encuentra en las placas solares
Supera el rendimiento reportado anteriormente para las células solares de CuGaSe₂-aluminio
Un grupo de científicos del Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología Industrial Avanzada (AIST, por sus siglas en inglés) de Japón ha logrado un hito de eficiencia para las células solares de seleniuro de galio y cobre (CuGaSe₂), con una conversión de energía de ni más ni menos que del 12,28 %.
El CuGaSe₂ es un semiconductor de calcogenuro perteneciente a la familia de las calcopiritas y está estrechamente relacionado con los materiales de células solares de seleniuro de cobre, indio y galio (CIGS). Este material es muy prometedor para las capas absorbentes de células solares debido a una banda prohibida directa con un valor aproximado de 1,68 eV, lo que permite una absorción eficiente de la luz solar visible.
Gracias a que el CuGaSe₂ tiene un alto coeficiente de absorción, incluso películas muy delgadas pueden absorber una gran parte de la radiación solar incidente. Por si fuera poco, el material presenta una buena tolerancia a los defectos, reduciendo la recombinación de portadores de carga y permitiendo que la célula solar funcione correctamente incluso si la estructura cristalina no está completamente libre de defectos.
El dispositivo se basa en un diseño de celda anterior desarrollado por investigadores de AIST en 2024
De entre todas las energías renovables, la solar es la más accesible para la mayoría de la gente, ya que mediante unas células fotovoltaicas colocadas en el tejado o en otro emplazamiento con mucha radiación solar es posible obtener electricidad aprovechable en el hogar. Si bien el coste inicial de la instalación no se podría calificar de barato, tampoco resulta un desembolso tan grande como para que esté únicamente al alcance de unos pocos.
La mayoría de las células solares de los paneles están hechas de silicio, ya que es un material semiconductor altamente eficiente con excelentes propiedades de absorción de luz, pero no es el único. También hay células solares de Telururo de cadmio (CdTe), conocidas por su producción de bajo coste y alta eficiencia y que, además, pueden depositarse sobre sustratos flexibles. También están las de Seleniuro de cobre, indio y galio (CIGS), las cuales se han vuelto muy populares en los últimos meses por su alta eficiencia y potencial bajo coste de producción.
Sin embargo, el CuGaSe₂ tiene muchas papeletas de convertirse en el material preferido para fabricar los paneles solares del futuro. El autor principal de la investigación, Shogo Ishizuka, dijo a la revista pv magazine que "la eficiencia alcanzada puede considerarse la más alta reportada para células solares de calcogenuro de banda prohibida ancha en el rango de 1,65 a 1,75 eV, particularmente entre las células solares de calcopirita de banda prohibida ancha sin indio, o relacionadas con CIGS".
El investigador añadió: "Supera el rendimiento reportado anteriormente para las células solares de CuGaSe₂-aluminio que figuran en la Tabla 3 de las Tablas de Eficiencia, versión 67, publicadas en el último número de Progress in Photovoltaics. El rendimiento del dispositivo fue certificado de forma independiente por un laboratorio de pruebas acreditado, el Equipo de Calibración, Estándares y Medición Fotovoltaica del Centro de Investigación Avanzada de Energías Renovables (AIST)".
El dispositivo se basa en un diseño de celda anterior desarrollado por investigadores de AIST en 2024. En comparación, el dispositivo de 2024 alcanzó una eficiencia del 12,25 %, un voltaje de circuito abierto de 0,959 V, una corriente de cortocircuito de 17,64 mA/cm² y un factor de llenado del 72,5 %, mientras que el actual alcanzó una eficiencia del 12,28 %, un voltaje de circuito abierto de 0,996 V, una corriente de cortocircuito de 17,90 mA/cm² y un factor de llenado del 68,8 %.