Un equipo internacional de investigadores, con participación de la Universidad Rey Juan Carlos (URJC) han logrado duplicar la eficiencia de las células solares fotovoltaicas, o lo que es lo mismo, la capacidad de convertir luz solar en electricidad. El avance podría ser clave para el futuro desarrollo y despliegue de la energía solar fotovoltaica de concentración y para aplicaciones espaciales.
El estudio, publicado en la revista científica Applied Physics Letters, pone de manifiesto cómo los investigadores han empleado el fosfuro de indio–galio-aluminio (AlGaInP), un material semiconductor que ofrece múltiples posibilidades. Diego Martín, investigador de la URJC, ha explicado que se trata de un material “muy interesante”, ya que puede crecer “minimizando los defectos cristalinos de la estructura y por ello aumentando la eficiencia de los dispositivos”.
Así, combinando diferentes estrategias, los investigadores han logrado, entre otros avances, aumentar la corriente fotogenerada por las células hasta en un 80% y fabricar células de AlGaInP con eficiencias cercanas al 11%, el doble de lo conseguido hasta la fecha.
Esta optimización supone un paso fundamental para superar la barrera del 50% de eficiencia de conversión fotovoltaica. De esta forma, estas células ultra-eficientes serán esenciales para el futuro desarrollo y despliegue de la energía solar fotovoltaica de concentración o para aplicaciones espaciales.
Célula solar multiunión
Una de las maneras de mejorar la eficiencia de conversión de una célula solar fotovoltaica, es decir, la eficiencia con la que convierte la luz solar en electricidad, consiste en apilar, en la misma estructura, varias células solares de diferentes materiales semiconductores. De esta forma se crea lo que se conoce como célula solar multiunión o célula tándem.
Mediante esta técnica ya se han alcanzado eficiencias de conversión fotovoltaica superiores al 40% utilizando células de tres y cuatro uniones semiconductoras, mientras que la eficiencia máxima de una célula solar convencional de silicio se encuentra en el 25%. Sin embargo, para alcanzar eficiencias superiores al 50% es necesario incorporar más subcélulas, diseñando y fabricando dispositivos formados por cinco o seis uniones. En estos diseños, el reto actual es conseguir el conjunto de semiconductores más adecuado para fabricar dichos dispositivos.
