Investigadores de la Humboldt-Universität y el Helmholtz-Zentrum en Berlín establecieron un nuevo récord mundial al lograr convertir el 25,5% de la luz solar en energía eléctrica mediante una célula solar de tándem.
Un equipo de investigadores de la Humboldt-Universität zu Berlin y del Helmholtz-Zentrum Berlin ha establecido un nuevo récord mundial al lograr que una celda solar de tipo tandem convierta el 25,5% de la luz solar en energía eléctrica. Este avance supera el anterior registro de 24,6%, alcanzado el año pasado con una combinación similar de materiales.
La certificación del nuevo récord fue realizada por el Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE, ubicado en Friburgo, y ha sido incluida en las reconocidas Solar Cell Efficiency Tables, consideradas como la referencia más importante para la comunidad fotovoltaica a nivel global. Para alcanzar este hito, los investigadores implementaron celdas CIGSe con distintas bandas prohibidas y variaron los grosores de las capas de óxido de zinc dopado con aluminio. Además, se experimentó con diversas arquitecturas celulares que complementaron las mejoras logradas previamente.
En esta investigación también participó la grupo de trabajo Hybride Bauelemente, que forma parte del CSMB en el campus Adlershof. La estudiante de maestría Wuai Zhang estudió múltiples combinaciones de óxido níquel y monocapas autoorganizadas (SAMs) para reducir las pérdidas de eficiencia en las interfaces entre las capas CIGS y perovskita. Su trabajo incluyó la optimización del contacto electrónico selectivo, fundamental para facilitar el flujo eléctrico dentro de la celda solar.
"Este récord es un claro ejemplo del éxito colaborativo que hemos logrado en Adlershof", comentó el profesor Emil List-Kratochvil, líder del grupo Hybride Bauelemente. Este equipo investiga materiales perovskitas, que son cristales semiconductores capaces de producir diversos dispositivos microelectrónicos según su composición. La combinación de una subcelda CIGS y una supercelda basada en perovskita permite alcanzar altos niveles de eficiencia mientras se minimiza el impacto ecológico.
Este avance no solo representa un logro significativo en términos técnicos, sino que también tiene implicaciones importantes para la industria solar. La mejora en la eficiencia energética puede contribuir a hacer más viables económicamente las instalaciones solares, promoviendo así una transición hacia fuentes de energía más sostenibles y menos dependientes de combustibles fósiles.
Una tandemsolarzelle es un tipo de célula solar que combina dos capas de materiales semiconductores, cada una optimizada para absorber diferentes longitudes de onda de la luz solar. En este caso, se utilizó una combinación de CIGSe (Cobre, Indio, Galio y Selenio) y perovskita para alcanzar un alto rendimiento en la conversión de luz solar en energía eléctrica.
El equipo ha logrado un nuevo récord de eficiencia del 25,5% en la conversión de luz solar a energía eléctrica, superando su anterior récord del 24,6%. Este avance fue certificado por el Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE.
Para mejorar la eficiencia, se utilizaron CIGSe con diferentes bandgaps y se probaron distintas arquitecturas de células. Además, se optimizó el contacto electrónico sensible a los electrones y se redujeron las pérdidas de eficiencia en las interfaces mediante el uso de combinaciones específicas de materiales.