El proyecto SiLEAN, financiado por la Unión Europea, se ha puesto en marcha con el objetivo de establecer un nuevo punto de referencia en la eficiencia de las células solares en más de un 25,5%, al tiempo que se reducen los costes y se disminuye la huella de carbono hasta en un 75%. La solución SiLEAN hará avanzar la tecnología de células solares de heterounión de silicio mediante la introducción de un diseño sostenible libre de indio (In), plata (Ag) y bismuto (Bi).
Para satisfacer la creciente demanda de energía, reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y disminuir los costes de electricidad, son esenciales las tecnologías fotovoltaicas altamente eficientes y rentables con bajas huellas de carbono. SiLEAN es un proyecto de tres años de duración que aborda desafíos clave como los altos requisitos de energía y materiales para la fabricación de obleas de silicio, la generación de corriente limitada y el uso de materiales escasos como plata, bismuto e indio.
En el proyecto se desarrollará una cadena de procesos eficiente para la próxima generación de células solares de heterounión de silicio mediante una estrategia que implica utilizar obleas de crecimiento epitaxial que requieren menos energía, desarrollar alternativas al silicio amorfo hidrogenado de alta absorción para la pasivación y los contactos selectivos de portadores, crear capas de contacto sin indio y conceptos de metalización sin plata, e implementar métodos de interconexión sin bismuto.
El objetivo es lograr una eficiencia superior al 25,5% en células solares y superior al 23,5% en módulos fotovoltaicos, al tiempo que se reducen los costes de obleas y contactos de silicio en un 50% y la huella de carbono hasta en un 75%.
Células solares de heterounión de silicio
El proyecto reúne a un consorcio multidisciplinario de dos institutos de investigación, una universidad, cuatro pymes y un socio industrial de cinco países europeos. Las innovaciones clave incluyen el crecimiento epitaxial de obleas a partir de la fase gaseosa, técnicas de pasivación alternativas para una mayor transparencia óptica y capas de contacto sin indio con metalización sin plata ni bismuto. Todos los procesos se diseñarán para lograr una escalabilidad y fabricación de alto rendimiento.
En el caso de la Universidad Tecnológica de Delft (TU Delft) en Países Bajos, desarrollará células solares de heterounión de silicio c-si de gran superficie y alta eficiencia, dotadas de estructuras fotónicas avanzadas, óxidos de metales de transición, óxidos conductores transparentes ultrafinos y metalización a base de cobre. También liderará el paquete de trabajo sobre reducción del impacto ambiental, que gira en torno al cálculo del rendimiento energético, la evaluación de la seguridad del suministro y el análisis del ciclo de vida de las innovaciones tecnológicas propuestas.
Los investigadores del proyecto SiLEAN esperan que sus contribuciones permitan avanzar hacia soluciones de energía solar más sostenibles y eficientes.