Células solares activas por las dos caras

Una nueva célula solar de perovskita, que permite que la luz solar llegue a ambos lados del dispositivo, tiene el potencial de producir mayores rendimientos energéticos con menores costes totales, según una investigación reciente.

Las células solares de perovskita son llamadas así por tener reproducida una estructura que el mineral del mismo nombre posee de manera natural.

El trabajo de investigación y desarrollo lo ha realizado un equipo integrado, entre otros, por Qi Jiang, Kai Zhu, Rosemary Bramante, Paul Ndione, Robert Tirawat y Joseph Berry, todos del Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL), perteneciente al Departamento de Energía de Estados Unidos.

La naturaleza dual de una célula solar con dos caras activas permite captar la luz solar directa en la cara delantera y la luz solar reflejada en la cara trasera, lo que permite a esta clase de célula solar superar a sus homólogas de una sola cara activa.

Las investigaciones anteriores sobre células solares de perovskita con dos caras activas han dado como resultado dispositivos considerados ineficaces en comparación con las versiones de una sola cara, que tienen un récord actual del 26% de eficiencia. Lo ideal sería que una célula de dos caras tuviera una eficiencia en la cara frontal cercana a la de la célula de una cara con el mejor rendimiento y una eficiencia similar en la cara posterior.

El equipo de Jiang ha diseñado una célula solar de perovskita activa por ambas caras. (Foto: NREL)

Para que una célula solar de dos caras sea eficiente, la capa de perovskita de la parte frontal de la célula tiene que ser lo suficientemente gruesa como para absorber la mayoría de los fotones de una determinada parte del espectro solar, pero no tan gruesa como para bloquear el paso de fotones hacia el fondo de la célula solar.

Jiang y sus colegas lograron el grosor adecuado para esta capa, y también el grosor idóneo de la capa del fondo. Descubrieron que el grosor ideal de una capa de perovskita es de unos 850 nanómetros. En comparación, el grosor de un cabello humano es de aproximadamente 70.000 nanómetros.

Jiang y sus colegas consiguieron fabricar una célula solar en la que la eficiencia ante la iluminación en ambos lados es muy parecida. La eficiencia de la iluminación frontal, medida en el laboratorio, superó el 23 por ciento. Ante la iluminación posterior, la eficiencia era de alrededor de entre el 91 y el 93 por ciento de la alcanzada en la cara frontal.

Aunque los investigadores calculan que la fabricación de un módulo solar de perovskita con dos caras activas costaría más que la de un módulo monocara, con el tiempo los módulos de dos caras podrían acabar siendo mejores inversiones financieras porque generan entre un 10 y un 20 por ciento más de energía. (Fuente: NCYT de Amazings)