El silicio como elemento fundamental para lograr sistemas fotovoltaicos ultraeficientes y de bajo coste
El proyecto financiado con fondos europeos DISC abordó la necesidad de reducir el consumo de combustibles fósiles mediante el desarrollo de tecnologías fundamentales para una nueva generación de módulos y celdas fotovoltaicos de alto rendimiento. Según aclara el doctor Byungsul Min coordinador del proyecto: «El método de DISC se dedica a la única manera de aprovechar al completo el potencial del silicio, a saber, mediante el empleo de contactos pasivadores o contactos y uniones selectivos del portador, o lo que es lo mismo, contactos que permitan cruzarse al portador sin recombinarse. Este tipo de contactos permiten crear una arquitectura de dispositivo sencilla, reducir el grosor de la oblea de silicio y aumentar la producción de energía, todo ello fundamental para reducir el coste de la electricidad y el impacto medioambiental». El equipo evalúa la viabilidad industrial de celdas fotovoltaicas contactadas de doble cara con uniones selectivas del portador (CSJ, por sus siglas en inglés), metalización optimizada y óxidos conductores transparentes (OCT). Módulos y celdas fotovoltaicos de alta eficiencia Los socios del proyecto trabajan en la identificación y el desarrollo de componentes únicos con el mayor potencial posible para lograr progresos en CSJ, OCT, metalización y dispositivos finales. Desde el punto de vista tecnológico, DISC se propone lograr eficiencias superiores a 25,5 % en celdas de gran superficie y de más del 22 % en módulos. En el primer experimento común, se han logrado eficiencias de hasta el 21,2 %. El doctor Min califica los resultados como «esperanzadores». Un estudio de caracterización y simulación detallado desveló que los OCT limitan la eficiencia de las celdas debido a que la calidad de pasivación superficial excelente de los contactos pasivadores policristalinos basados en el silicio resultan perjudicados notablemente durante el paso de deposición de OCT. «Así, este paso precisa modificaciones que reduzcan la degradación de la calidad de la pasivación provocada por daños de pulverización» detalla el doctor Min. El equipo de DISC planteó y evaluó OCT con aditivos de hidrógeno para resolver estos problemas. Sistemas fotovoltaicos muy eficientes y asequibles Para aumentar la viabilidad y el atractivo de los prototipos fotovoltaicos, los investigadores evaluarán sus efectos y beneficios medioambientales, sociales y económicos en toda la cadena de valor. Se proponen ampliar la duración de las instalaciones mediante una mejora de la fiabilidad y la durabilidad de los módulos fotovoltaicos. Al aumentar la eficiencia, la fiabilidad y la durabilidad de los módulos, las celdas y los módulos fotovoltaicos, los fabricantes afianzarán su posición en el mercado. El equipo del proyecto también demostrará con un piloto que su fabricación es competitiva. Mediante el aumento de la eficiencia de los módulos fotovoltaicos, DISC se propone reducir el coste normalizado de la electricidad en Europa. Este factor determina cuánto dinero debe generarse por unidad de electricidad para recuperar los costes del sistema a lo largo de su vida útil. El doctor Min concluye: «En conjunción con una reducción del consumo de plata e iridio en los sistemas fotovoltaicos, y una mejora de la producción energética, DISC ayuda a que la fotovoltaica sea una de las fuentes de electricidad más baratas. Disponemos de la oportunidad de mitigar el impacto del cambio climático, mejorar el acceso a la energía y recolocar a Europa al frente de la tecnología fotovoltaica».
Palabras clave
DISC, fotovoltaico, óxido conductor transparente (OCT), silicio, módulo fotovoltaico, celda fotovoltaica, unión selectiva de portador (CSJ)