Nueva celda solar “tándem” rompe récord mundial

Investigadores de Arabia Saudí acaban de batir un récord que ellos mismos establecieron hace apenas dos meses: una célula solar en tándem con una eficiencia sin precedentes del 33,7 %.

El reto: Las células solares fotovoltaicas absorben la luz y la convierten en electricidad. Encontrará docenas de ellos en el panel solar promedio, y es probable que estén hechos de silicio, porque dura mucho tiempo y es relativamente barato.

Sin embargo, las células solares de silicio no son terriblemente eficientes: la mayoría de las células de silicio comerciales convierten solo entre el 18 y el 22 % de la energía solar que les llega en electricidad. Eso significa que necesita más celdas y más paneles, lo que aumenta el costo y el mantenimiento del sistema.

"Esperamos que nuestro nuevo logro contribuya a acelerar la transición hacia la energía verde".

La idea: Para mejorar la eficiencia de las células solares, algunos investigadores están emparejando el silicio que contienen con otro material. En diciembre de 2022, por ejemplo, un equipo de Alemania presentó una celda solar que consiste en el silicio estándar con una capa del mineral perovskita encima.

Mientras que la capa de silicio absorbía y convertía la mayor parte de la luz infrarroja en electricidad, la capa de perovskita hacía lo mismo con la luz visible. Como resultado, la célula solar "tándem" pudo alcanzar una eficiencia récord del 32,5 %.

¿Qué hay de nuevo?El 30 de mayo, Erkan Aydin, científico investigador de la Universidad de Ciencia y Tecnología Rey Abdullah (KAUST) en Arabia Saudita, anunció la creación de una celda solar en tándem que logró una eficiencia del 33,7%.

Esto rompe el récord mundial actual de 33,2%, que los mismos investigadores de KAUST establecieron en abril de 2023.

"En dos meses, hemos establecido un nuevo récord mundial para las células solares en tándem de perovskita/silicio, ¡otra vez!" escribió Aydin en una publicación de LinkedIn. "Esperamos que nuestro nuevo logro contribuya a acelerar la transición hacia la energía verde".

Caja negra:La celda solar en tándem de KAUST ha sido certificada por la Instalación de prueba solar europea, un laboratorio de investigación que verifica el rendimiento de la tecnología solar para la Unión Europea, por lo que sabemos que sus afirmaciones de eficiencia son válidas.

Sin embargo, los investigadores no han revelado nada sobre cómo pudieron exprimir esa cantidad extra de electricidad de las celdas.

Cuando rompieron el récord en abril, notaron que la parte de silicio de la celda estaba texturizada, lo que ayudó a mejorar la eficiencia en otras celdas solares en tándem, por lo que es posible que hayan adoptado el mismo enfoque con la nueva celda, pero aún no lo sabemos. saber con certeza si ese es el caso.

Mirando hacia el futuro:Crear celdas solares que puedan romper récords de eficiencia en el laboratorio es una cosa; lograr esas mismas eficiencias con celdas solares que podrían marcar la diferencia en el mundo real es otra.

Los próximos pasos para el equipo de KAUST probablemente incluirán el desarrollo de versiones más grandes de su celda solar en tándem. La celda actual es apenas más grande que un centímetro cuadrado, pero las celdas utilizadas en los paneles solares estándar suelen tener alrededor de 240 cm2.

KAUST ahora necesita demostrar que su celda solar en tándem puede marcar la diferencia en el mundo real.

Se necesitan aproximadamente 1,200 de esas celdas solares de silicio estándar para producir suficiente electricidad para un hogar promedio, por lo que, aunque la celda de KAUST es más eficiente que cualquier otra celda solar en tándem de perovskita/silicio, todavía necesitaríamos muchas de ellas para hacer cualquier especie de mella en las necesidades energéticas del mundo.

Eso significa que KAUST no solo necesita poder hacer que sus celdas sean más grandes, sino que también debe poder fabricarlas a escala y a un precio competitivo.

Los compradores también esperan que sus paneles solares duren al menos 20 años, pero las células basadas en perovskita tienden a degradarse más rápidamente que las de silicio; garantizar que su célula solar en tándem pueda resistir las condiciones ambientales durante años será otro objetivo importante para el equipo de KAUST.

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