Investigadores del Instituto Fraunhofer de Sistemas de Energía Solar ISE, utilizando un nuevo recubrimiento antirreflectante, han conseguido aumentar la eficiencia de la mejor célula solar de cuatro uniones hasta la fecha del 46,1 al 47,6% con una concentración de 665 soles. Se trata de un hito mundial, ya que actualmente no existe ninguna célula solar con una eficiencia mayor en todo el mundo. Los resultados se presentan hoy en el 2º Taller Internacional de tandemPV, que se celebra en Friburgo (Alemania).

Desde hace dos años, el Fraunhofer ISE trabaja en un ambicioso proyecto llamado '50 por ciento'. El objetivo del proyecto, financiado por el Ministerio Federal de Economía y Acción Climática alemán BMWK, es desarrollar por primera vez una célula solar con una eficiencia del 50%. Para lograrlo, cada una de las capas de la compleja célula solar multiunión se somete a una nueva optimización. Se incorporan mejoras en la tecnología del proceso para los contactos metálicos y las capas antirreflectantes. Ahora el equipo del proyecto ha logrado un primer avance: su última célula solar bajo luz solar concentrada alcanza una eficiencia del 47,6%.

La estructura de capas de la nueva célula solar se desarrolló en 2016 junto con la empresa francesa Soitec, que diseña y fabrica materiales semiconductores innovadores. La célula solar en tándem superior está hecha de fosfuro de galio e indio (GaInP) y arseniuro de galio y aluminio (AlGaAs), que fue adherida por Soitec a una célula solar en tándem inferior hecha de fosfuro de galio e indio (GaInAsP) y arseniuro de galio e indio (GaInAs).

Ahora se ha aplicado una capa de contacto mejorada y un revestimiento antirreflectante de cuatro capas a la estructura de la célula en tándem en el Centro de Células Solares de Alta Eficiencia del Fraunhofer. Estas medidas reducen las pérdidas de resistencia y la reflexión en la parte frontal de la célula, que es espectralmente sensible dentro de un amplio rango de 300 y 1780 nanómetros. Las células solares convencionales de silicio sólo absorben la luz solar hasta una longitud de onda de 1.200 nanómetros y, por tanto, no necesitan un recubrimiento antirreflectante de banda ancha como éste.

Las células solares multiunión fabricadas con semiconductores compuestos III-V siempre han estado entre las células solares más eficientes del mundo. Alcanzan su máximo potencial cuando la luz solar entrante se concentra mediante lentes en dispositivos de células solares en miniatura de apenas unos milímetros cuadrados. "Entre las posibles aplicaciones de estas células solares en tándem altamente eficientes se encuentran los sistemas fotovoltaicos de concentración, que contribuyen a la generación eficiente de energía en los países ricos en sol", afirma el Prof. Dr. Stefan Glunz, director de la división de Investigación Fotovoltaica del Fraunhofer ISE. "Con la fotovoltaica en tándem es posible dejar atrás las limitaciones de las células solares de unión simple y, en última instancia, lograr una reducción de los costes de la energia solar".