La Universidad de Uppsala y First Solar establecen un nuevo récord mundial de eficiencia del 23,64% para células solares CIGS

Universidad de Uppsala y First Solar European Technology Center logran nuevo récord mundial de eficiencia en células solares CIGS

La Universidad de Uppsala en colaboración con la empresa sueca First Solar European Technology Center (anteriormente conocida como Evolar) ha logrado un nuevo récord mundial de eficiencia a partir de células solares de seleniuro de cobre, indio y galio (CIGS). El nuevo récord es del 23,64 por ciento de eficiencia. La medición fue realizada por el instituto independiente alemán Fraunhofer ISE y los resultados han sido publicados en la revista Nature Energy.

Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS)

• ODS 7: Energía asequible y no contaminante
• ODS 9: Industria, innovación e infraestructura
• ODS 13: Acción por el clima

Mayor capacidad de módulos solares

Las células solares están aumentando rápidamente en todo el mundo y la energía solar representó poco más del 6 por ciento de la electricidad en todo el mundo en 2022, según la Agencia Internacional de Energía (AIE). Los mejores módulos solares de silicio cristalino, que es el material más utilizado en las células solares, convierten actualmente más del 22 por ciento de la luz solar en energía eléctrica y las células solares modernas son de bajo costo y estables a largo plazo.

Uno de los objetivos de la investigación sobre células solares es alcanzar una eficiencia superior al 30 por ciento con costes de producción razonables. La atención se centra muy a menudo en las células solares en tándem, por ser más eficientes, pero hasta ahora han resultado demasiado costosas para su uso a gran escala.

Células solares CIGS

Las células solares CIGS consisten en una lámina de vidrio hecha de vidrio normal para ventanas, recubierta con varias capas diferentes, cada una de las cuales tiene una función específica. El material que absorbe la luz solar está formado por cobre, indio, galio y seleniuro (de ahí el acrónimo CIGS), con adiciones de plata y sodio. Esta capa se coloca en la propia célula solar, entre un contacto posterior de molibdeno metálico y un contacto frontal transparente.

Para que la célula solar sea lo más eficiente posible a la hora de separar electrones, la capa CIGS se trata con fluoruro de rubidio. El equilibrio entre los dos metales alcalinos, sodio y rubidio, y la composición de la capa CIGS son clave para la eficiencia de la conversión, es decir, la parte del espectro solar completo que se convierte en energía eléctrica en la célula solar.

Distintos métodos

Se han utilizado varios métodos de medición avanzados para comprender mejor la correlación entre la eficiencia y la estructura de la célula solar: el material de la célula solar se ha caracterizado mediante nano-XRF (espectroscopia de fluorescencia de rayos X) en las instalaciones MAX IV de Lund, donde se ha realizado un cuidadoso análisis compositivo. La microscopía electrónica de transmisión (TEM) de alta resolución se ha utilizado para estudiar secciones transversales de la célula solar, tanto la composición en función de la profundidad como la forma en que se forman los granos de cristal, así como las interfaces entre las capas.

Utilizando la fotoluminiscencia, se ha estudiado el espectro de la luz emitida por la célula solar después de la excitación por un láser como medio para comprender qué tan bien la célula solar cuida los electrones internamente. Una célula solar que brilla intensamente tiene una menor proporción de pérdidas de calor internas que una célula solar que brilla débilmente. Finalmente, se han utilizado métodos de medición eléctrica para analizar el dopaje del material CIGS.

“El hecho de que ahora tengamos el récord mundial significa mucho tanto para la Universidad de Uppsala como para el First Solar European Technology Center. Para la tecnología CIGS, conocida por su alta fiabilidad, un récord mundial también significa que puede ofrecer una alternativa viable para nuevas aplicaciones, por ejemplo en células solares en tándem. Esto es importante para nuestros colegas investigadores de todo el mundo. Esperamos que los análisis de las propiedades eléctricas y del material sirvan de base para futuras mejoras en el rendimiento”, concluye Edoff.

Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) relacionados con el artículo:

• ODS 7: Energía asequible y no contaminante
• ODS 9: Industria, innovación e infraestructura
• ODS 13: Acción por el clima

Metas específicas de los ODS identificadas en el artículo:

• Meta 7.2: Aumentar la proporción de energía renovable en el consumo final de energía
• Meta 9.4: Mejorar la infraestructura tecnológica para proporcionar acceso a internet asequible y fiable en los países en desarrollo
• Meta 13.2: Integrar medidas de cambio climático en las políticas, estrategias y planos nacionales

Indicadores de los ODS mencionados en el artículo:

• Indicador 7.2.1: Proporción de la población con acceso a electricidad
• Indicador 9.4.1: Coeficiente de exportaciones de alta tecnología en las exportaciones totales e índice de intensidad tecnológica
• Indicador 13.2.1: Número de países que han integrado medidas de mitigación y adaptación al cambio climático en sus políticas, estrategias y planos nacionales

Tabla de ODS, metas e indicadores:

¡Atención! Este espléndido artículo nace de la fuente del conocimiento, moldeado por una maravillosa tecnología patentada de inteligencia artificial que profundizó en un vasto océano de datos, iluminando el camino hacia los Objetivos de Desarrollo Sostenible. Recuerda que todos los derechos están reservados por SDG Investors LLC, lo que nos permite defender el progreso juntos.

Fuente: elperiodicodelaenergia.com

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