Fraunhofer ISE busca fortalecer la industria solar europea

Parece que se ha alcanzado el máximo en cuanto a las eficiencias de las células solares cristalinas convencionales se refiere. Pero con tecnologías alternativas, se pueden lograr eficiencias de más del 35%, razón por la cual se está impulsando la investigación en este campo.  Por ello, las células solares tándem compuestas de varias capas absorbentes de luz son también el centro del proyecto “Manitu” de Fraunhofer. La abreviatura significa “Materiales para células solares tándem sostenibles con la mayor eficiencia de conversión”, con especial atención a la tecnología de perovskita y a los nuevos materiales absorbentes.

En la última década, la eficiencia de las células solares perovskitas ya ha aumentado del 3,8 al 24,2%. La simple fabricación de las células promete unos costes de producción muy bajos. Los materiales de perovskita incluyen todos los materiales cuya estructura cristalina corresponde a la del titanato de calcio mineral, como anunció el martes el Instituto Fraunhofer de Sistemas de Energía Solar ISE, que estuvo a cargo del proyecto. Absorben la luz especialmente bien y permiten una gran movilidad de los electrones. Además, debido a sus propiedades físicas, esta clase de materiales también es adecuada para su uso en estructuras en tándem basadas en células solares de silicio.

Fraunhofer ISE también ve la producción de módulos solares de alta eficiencia con células solares en tándem como una oportunidad para atraer a los fabricantes fotovoltaicos de Europa que compiten con los productores asiáticos. “Para Alemania, el desarrollo de tecnologías innovadoras y disruptivas como las células solares tándem ofrece la oportunidad de recuperar una posición de liderazgo internacional en la producción de células solares, además de la investigación, la construcción de plantas y el suministro de materiales”, afirma el director del proyecto, Andreas Bett, que también dirige el instituto Fraunhofer-ISE. “De esta manera, Manitu también abre una perspectiva alternativa para una industria fotovoltaica de fabricación europea de éxito.

Está previsto que el proyecto principal dure cuatro años y tiene por objeto explotar el potencial de sinergia de varios institutos. Además del ISE, también participan el Fraunhofer ISC, IWM, IST, IMWS e IWKS. Aportan sus conocimientos sobre la gestión teórica y experimental de materiales, así como sus conocimientos tecnológicos, económicos y ecológicos, con el fin de aportar soluciones a los retos de la industria solar alemana.

Estructura de una célula solar tándem con una capa de perovskita de sólo unos pocos 100 nanómetros de espesor, como se está realizando actualmente. El uso del plomo es problemático.

Fuente: Fraunhofer ISE

También se hará hincapié en el uso del plomo en las células solares perovskitas en tándem. El uso de plomo en las células solares perovskitas en tándem no está exento de problemas, especialmente porque se espera que las instalaciones fotovoltaicas mundiales aumenten a más de un terawatio por año en los próximos cinco a diez años. Según los investigadores, el uso de materiales críticos como el plomo tendría que ser evitado consistentemente. Por ello, Manitu está desarrollando nuevas capas absorbentes sin plomo basadas en materiales absorbentes de perovskita bien conocidos, así como capas de contacto y pasivación que se adaptan a ellos. Con el tratamiento conjunto de las capas de absorción y de contacto, los efectos de interfaz se pueden utilizar específicamente para las funcionalidades deseadas. La célula solar perovskita se deposita directamente sobre una célula solar de silicio convencional. Debido a que cada una de las células solares utiliza diferentes partes del espectro solar de forma particularmente eficiente, la eficiencia global aumenta. La misma área puede ser utilizada para generar más energía solar. Al final de la fase de desarrollo, el proyecto demostrará la estabilidad y la alta eficiencia a nivel de módulo – un punto que explica por qué la tecnología de perovskita todavía no ha llegado a la producción en masa.