Imec ha presentado en la conferencia PVSEC de la UE una célula solar tándem de película delgada consistente en una célula de perovskita, desarrollada por el mismo Imec en colaboración con EnergyVille y Solliance, y una celda inferior CIGS desarollada por el ZWS. La célula resultante de esta colaboración logra una eficiencia récord del 24,6%.
La célula superior de perovskita en el tándem usa luz en la parte visible del espectro solar, mientras que la luz en el espectro infrarrojo cercano que pasa a través de la célula de perovskita es cosechada por la célula CIGS (Cobre, Indio, Galio y Selenio) subyacente. De esta forma, la célula tándem supera significativamente a la perovskita independiente y las células CIGS.
Además, tanto la perovskita como las células CIGS son células solares de película fina, que favorecen el desarrollo de células solares flexibles de alta eficiencia y de soluciones fotovoltaicas integradas (BIPV).
Las mejoras adicionales de la tecnología que se vayan añadiendo próximamente contribuirán de manera notable al desarrollo de celdas solares tándem de película fina con eficiencias de más del 30%.
El tándem de 4 terminales consiste en una célula solar de perovskita colocada sobre una celda CIGS, basada en un concepto de dispositivo completamente escalable para permitir la adopción industrial del proceso. La nueva eficiencia récord del 24,6% se logró gracias a varias innovaciones: en primer lugar, se mejoró la transmitancia de la célula de perovskita para la luz infrarroja cercana mediante la adición de capas ópticas de acoplamiento en tándem y la optimización de los electrodos transparentes. En segundo lugar, la misma perovskita se optimizó en términos de un ancho de banda amplio de 1.72eV para una mayor eficiencia en tándem.
La celda CIGS de 0,5 cm² de tamaño se ha fabricado en la línea de alta eficiencia de ZSW (Center for Solar Energy and Hydrogen Research Baden-Württemberg), empleando todos los procesos optimizados necesarios para la preparación de dispositivos de grabación. El resultado del proceso de fabricación demuestra el gran éxito de la combinación entre ambas celdas. Las mejoras adicionales de la tecnología que se vayan añadiendo próximamente contribuirán de manera notable al desarrollo de celdas solares tándem de película fina con eficiencias de más del 30%.
«Hemos trabajado en dos tipos de células tándem», explica Tom Aernouts, investigador en imec / EnergyVille. «Combinamos nuestra tecnología de última generación de perovskita con células inferiores de silicio o CIGS. La ventaja de CIGS es que es una tecnología de película fina, como la perovskita, y que las células tándem pueden fabricarse en una amplia variedad de formas y tamaños. Esto hace posible usar esta tecnología en aplicaciones fotovoltaicas integradas en edificios. El trabajo futuro se enfocará en mejorar la tecnología hacia módulos más grandes. Además, también estudiaremos el desarrollo de soluciones para células de 2 terminales debido a su importancia para la industria fotovoltaica. Al final, lo importante es la adopción de nuestras soluciones por parte de nuestros socios industriales.»
«Le debemos la eficiencia récord a dos factores», dice Michael Powalla, miembro del consejo y jefe de la División de Fotovoltaica de ZSW. «Por un lado, a la celda de perovskita mejorada, por otro lado a una de las mejores eficiencias del mundo para las células CIGS. Hay varios parámetros de la celda CIGS que podemos optimizar con respecto a su combinación con la celda superior de perovskita. Por lo tanto, esperamos incluso mejores valores de eficiencia en el futuro, allanando el camino para una mayor reducción de costes».
