Trina Solar es una empresa líder internacional en módulos fotovoltaicos (PV), soluciones y servicios. Hace unos días, anunció que su centro principal de I+D de ciencia y tecnología fotovoltaicas (PVST) ha establecido un nuevo récord con una eficiencia de área total del 24,13% para una célula solar de silicio monocristalino, tipo N (c-Si) con contacto posterior interdigitado (IBC, por sus siglas en inglés) de área grande (156 x 156 mm2).
El panel solar de silicio monocristalino tipo N que batió el récord se fabricó con un substrato de silicio Cz (Czochralski) de gran tamaño impurificado con fósforo mediante un proceso industrial de IBC de bajo coste, empleando las tecnologías convencionales de impurificación y metalización totalmente serigrafiada.
El panel solar de 156 × 156 mm2 alcanzó una eficiencia de área total del 24,13% según una medición independiente realizada por los Laboratorios Tecnológicos de Seguridad Eléctrica y Medioambiental de Japón (JET, por sus siglas en inglés).
Características y Resultados Técnicos
La célula solar IBC tiene un área total de 243,3 cm2; tal medición se realizó sin ninguna apertura. La célula que marcó el récord presenta las siguientes características técnicas clave: un voltaje en circuito abierto (Voc) de 702,7 mV, una densidad de corriente en circuito corto (Jsc) de 42,1 mA/cm2 y un factor de relleno (FF) del 81,47%.
Estos resultados marcan un gran avance tecnológico y demuestran el potencial de este tipo de células para aplicaciones donde la eficiencia y el aprovechamiento son clave. A medida que los desarrollos continúan, es probable que veamos mejoras continuas en la potencia, la eficiencia y la durabilidad de este tipo de células solares.
Logros de Trina Solar
En febrero de 2014, Trina Solar y la Universidad Nacional Australiana (ANU) anunciaron de forma conjunta un récord de eficiencia de apertura del 24,37% en una célula solar IBC a escala de laboratorio de 4 cm2, fabricada en un sustrato tipo N con el método de zona flotante (FZ) y empleando la creación de patrones con fotolitografía.
A finales de 2014, Trina Solar anunció una eficiencia de área total del 22,94% para la versión industrial de una célula solar IBC de gran tamaño (156 x 156 mm2, con un sustrato de 6 pulgadas). En abril de 2016, Trina Solar presentó una célula solar IBC mejorada, industrial y de bajo coste, con una eficiencia de área total del 23,5%.
El récord de eficiencia de área total del 24,13% está a tan solo un 0,24% absoluto por debajo del récord de eficiencia de apertura de área pequeña en un laboratorio para células, establecido conjuntamente por Trina Solar y la ANU. Este pequeño margen demuestra la impresionante capacidad de la tecnología IBC para reducir las pérdidas de eficiencia que suelen estar asociadas a los bordes de las células y las áreas de contacto eléctrico, las cuales disminuyen la eficiencia de área total en comparación con la eficiencia de apertura.
En la industria fotovoltaica, donde la innovación es vital, Trina Solar sigue centrada en desarrollar tecnologías de vanguardia con una mayor eficiencia de célula y un menor coste del sistema. Su objetivo es transferir rápidamente los avances logrados en el laboratorio a la producción comercial. Esto permitirá ofrecer soluciones solares más eficientes y accesibles.
Otros Avances Importantes en la Energía Solar
Perovskitas: El Futuro de la Energía Solar
Además de los avances con células de silicio, las perovskitas se presentan como el material revolucionario que podría resolver algunas limitaciones de las células solares convencionales. Las células solares de silicio, aunque eficientes, están hechas de un material que es difícil de encontrar en la naturaleza en su forma pura. Además, son rígidas y pesadas, lo que limita su adaptación en diferentes aplicaciones.
Las perovskitas son una amplia categoría de materiales basados en una estructura cristalina, que se pueden fabricar fácilmente y a bajo coste. Además, tienen un gran potencial para aumentar la eficiencia de los paneles solares convencionalmente fabricados con silicio. Al ser flexibles y ligeras, se pueden integrar mejor en diferentes formas y aplicaciones.
Sin embargo, actualmente enfrentan dos grandes desafíos: su integración en la producción en masa no ha sido plenamente demostrada y, en condiciones reales, presentan una tendencia a descomponerse más rápidamente.
Tinta Fotovoltaica: Un Enfoque Innovador
Para superar los problemas de degradación de las perovskitas, científicos del Laboratorio Nacional de Energías Renovables (NREL) de Estados Unidos han desarrollado una solución inteligente: la ‘tinta fotovoltaica‘. Esta técnica permitirá incorporar las perovskitas en procesos automatizados de producción en masa, haciendo que sea más viable su fabricación a gran escala.
Esta investigación comenzó con una fórmula simple de perovskita compuesta por metilamonio, plomo y yodo. Se realizaron varias modificaciones en el proceso, como la inclusión de disolventes negativos que aceleran la creación de cristales de perovskita, resultando en una solución más barata y rápida para producir paneles solares de alta eficiencia.
El impacto de estos avances podría revolucionar la industria solar, reduciendo el coste y mejorando la eficiencia de los dispositivos fotovoltaicos. Con las perovskitas, los límites actuales de la tecnología solar podrían superarse en un futuro cercano.
Nuevas Tecnologías en el Panorama Solar
El récord de eficiencia alcanzado por Trina Solar no es un caso aislado en la industria fotovoltaica. En los últimos años, múltiples empresas han centrado sus esfuerzos en empujar los límites de la tecnología solar, con compañías como JinkoSolar alcanzando una eficiencia del 24,9% en sus células monocristalinas de tipo N. Así como Trina Solar, JinkoSolar ha demostrado que los avances en la ciencia de los materiales y la integración de nuevas tecnologías en procesos industriales pueden llevar a un gran salto en la eficiencia.
Esto representa una competencia constante en la que los principales jugadores de la industria se esfuerzan por mejorar la tecnología solar, no solo en términos de eficiencia, sino también de durabilidad, sostenibilidad y coste de producción.
Con el desarrollo de nuevos materiales y tecnologías como TOPCon y HJT, es probable que pronto veamos nuevas olas de productos solares que superen ampliamente los estándares actuales de eficiencia. La competencia por la célula fotovoltaica más eficiente apenas comienza y tanto los consumidores como el mercado de las energías renovables serán los grandes beneficiarios de esta carrera tecnológica.
En definitiva, los avances de Trina Solar y otras empresas del sector nos llevan a un futuro energético más limpio, eficiente y accesible. Con el impulso de la innovación, la energía solar sigue avanzando hacia un papel cada vez más esencial en la matriz energética mundial.