Célula de heterounión cubierta de Cu: eficiencia, 22,1% y bifacialidad, 0,99

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De pv magazine Global

 

Un grupo de investigación internacional ha logrado una eficiencia de conversión de energía del 22,1% en una célula solar cristalina de heterounión bifacial fabricada mediante metalización de cobre (Cu). «Desarrollamos la célula utilizando un revestimiento de cobre bifacial simultáneo y controlable en las dos caras de una oblea», declaró a pv magazine el autor de la investigación, Can Han. «Se chapó un nuevo tipo de dedo de cobre de forma híbrida, y la mejor célula solar de heterojunción de silicio bifacial chapada con cobre mostró una eficiencia del lado frontal del 22,1% y un factor de bifacialidad de 0,99».

Los científicos utilizaron dos subceldas electroquímicas de tres electrodos en un proceso simultáneo de recubrimiento bifacial de Cu y se aplicó la voltametría cíclica (CV), que es una técnica electroquímica comúnmente utilizada para analizar los procesos de reducción y oxidación de especies moleculares, para controlar que el proceso estuviera bien controlado. «El potencial aplicado en una subcelda de un lado de la oblea influiría inevitablemente en el otro lado conductor de la oblea, interactuando así de alguna manera con el proceso electroquímico en la otra subcelda del otro lado de la oblea», explicaron. «En otras palabras, las tasas de deposición de Cu bifacial en ambos lados de la oblea pueden controlarse al mismo nivel, pero no son las mismas que las de la deposición monofacial».

También fabricaron un nuevo tipo de dedo de Cu de forma híbrida que consiste en una parte inferior rectangular y una parte superior redonda y lo integraron en la célula mediante un proceso de deposición electroquímica en dos pasos. «Con este enfoque, mejoramos la adhesión de los dedos y conseguimos unos dedos de Cu distribuidos de forma relativamente uniforme», afirmaron también.

El rendimiento de la célula solar recubierta de Cu se comparó con el de un dispositivo de referencia construido mediante serigrafía (SP) y que se basaba en contactos de plata (Ag). El análisis demostró que el dispositivo basado en el cobre era capaz de superar a la célula de referencia tanto óptica como eléctricamente. «En concreto, la célula con SP-Ag mostró una tensión de circuito abierto inferior, con respecto a la célula chapada en Cu», especificó el equipo de investigación. «Esto podría deberse en parte a la penetración de la Ag en el grueso de la oblea, que induce más centros de recombinación en las interfaces de metal y silicio».

La célula con revestimiento de Cu alcanzó una eficiencia del 22,02%, una tensión de circuito abierto de 716mV, una corriente de cortocircuito de 38,07mA cm2 y un factor de llenado del 80,76%. La célula SC alcanzó una eficiencia ligeramente superior, del 22,12%, y una tensión de circuito abierto inferior, de 710mV, con una corriente de cortocircuito y un factor de llenado de 37,24 mA cm2 y 76,11%, respectivamente.

La descripción completa de la célula solar figura en el artículo Controllable Simultaneous Bifacial Cu-Plating for High-Efficiency Crystalline Silicon Solar Cells, publicado en RRL Solar. El grupo de investigación está formado por científicos de la Universidad Tecnológica de Delft (TU Delft) en los Países Bajos y la Universidad de Nankai en China.

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