Cel·les solars de silici negre

Els investigadors de la Universitat Aalto de Finlàndia i de la Universitat Politècnica de Catalunya, han obtingut l'eficiència rècord de 22,1% en les cèl·lules solars de silici nanoestructurades certificades per Fraunhofer ISE CalLab. Un augment de gairebé el 4% en termes absoluts respecte l'anterior rècord. Aquest augment s'aconsegueix mitjançant l'aplicació d'una pel·lícula passiva prima sobre les nanoestructures per deposició de capes atòmiques, i mitjançant la integració de tots els contactes metàl·lics en la part posterior de la cèl·lula.

La recombinació de superfície ha estat un repte que ha representat el coll d'ampolla en el cas del silici negre per cèl·lules solars, i s'ha limitat fins ara l'eficiència de les cèl·lules a valors modestos. Les noves cèl·lules consisteixen en una estructura de back-contact gruixuda de la qual se sap que la superfície frontal és altament sensible a la recombinació. L'eficiència quàntica externa certificada és del 96% a 300 nm de longitud d'ona. Aquesta característica demostra que l'augment en la recombinació ja no provoca problema de recombinació superficial. Així que, per primera vegada, el silici negre no està limitant l'eficiència de conversió d'energia final.
Els resultats es publiquen a la revista Nature Nanotechnology.

Les condicions nòrdiques
L'eficiència de conversió d'energia no és l'únic paràmetre que cal mirar, a causa de la capacitat de les cèl·lules negres per captar la radiació solar des d'angles baixos, generen més electricitat durant la durada d'un dia en comparació amb les cèl·lules tradicionals.

Això és un avantatge sobretot en el països del nord, on el sol brilla des d'un angle baix una gran part de l'any. De fet s'ha demostrat que a l'hivern, a Hèlsinki, les cel·les negres generen considerablement més electricitat que les cèl·lules tradicionals tot i que ambdues tenen eficàcia d'idèntic valor.
En un futur pròxim, l'objectiu és aplicar la tecnologia a altres estructures cel·lulars en particular, en estructures primes i cel·les multi-cristal·lines.
Les cèl·lules van ser fabricades utilitzant el silici tipus P, que se sap que pateixen de degradació relacionada amb la impuresa. No hi ha raó per obtenir eficiències encara més grans si s'usa silici de tipus N o estructures cel·lulars més avançades.

El desenvolupament de les cèl·lules fabricades l'any passat continuarà en el proper projecte anomenat Black, recolzat per la Unió Europea, en la qual el professor Savin juntament amb el seu equip espera desenvolupar la tecnologia per industrialitzar-ho.

Font: PHYSorg