Investigadores de la Universidad de Uppsala (Suecia) han alcanzado una eficiencia del 23,64% en células solares CIGS como resultado de una colaboración con la empresa First Solar European Technology Center. La medición fue realizada por el Instituto Fraunhofer ISE de Alemania.
Las células solares CIGS consisten en una lámina de vidrio que ha sido recubierta con varias capas diferentes, cada una de las cuales tiene una tarea específica. El material que absorbe la luz solar consiste en cobre, indio, galio y seleniuro, con adiciones de plata y sodio. Esta capa se coloca en la célula real, entre un contacto posterior de molibdeno metálico y un contacto frontal transparente.
Para que la célula solar sea lo más eficiente posible en la separación de electrones, la capa CIGS se trata con fluoruro de rubidio. El equilibrio entre los dos metales alcalinos, el sodio y el rubidio, y la composición de la capa CIGS, son clave para la eficiencia de conversión.
Este estudio demuestra que la tecnología de película delgada CIGS es una alternativa competitiva como célula solar independiente. Además, esta tecnología también tiene propiedades que pueden funcionar en otros contextos, como la celda inferior de una célula solar en tándem, según señalan los expertos. Este desarrollo ha sido publicado en la revista Nature Energy.
Métodos avanzados de medición de eficiencia
Se han utilizado varios métodos de medición avanzados para comprender mejor la correlación entre la eficiencia y la estructura de la célula solar. El material de la célula solar se ha caracterizado mediante nano-XRF (espectroscopia de fluorescencia de rayos X) en las instalaciones MAX IV de Lund, donde se ha realizado un cuidadoso análisis de la composición.
Por su parte, la microscopía electrónica de transmisión (TEM) de alta resolución se ha utilizado para estudiar las secciones transversales de la célula solar, tanto la composición en función de la profundidad como la forma en que se forman los granos de cristal, así como las interfaces entre las capas.
Usando fotoluminiscencia, se ha estudiado el espectro de la luz emitida por la célula solar después de la excitación por un láser como medio para comprender cómo de bien la célula solar cuida los electrones internamente. Por último, se han utilizado métodos de medición eléctrica para analizar el dopaje del material CIGS.