Trina Solar es una empresa líder internacional en módulos fotovoltaicos (PV), soluciones y servicios. Hace unos días anuncio 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 la medición independiente realizada por los Laboratorio Tecnológico de Seguridad Eléctrica y Medioambiental de Japón (JET, por sus siglas en inglés).
La célula solar IBC tiene un área total de 243,3 cm2; tal medición se realizó sin ninguna apertura. La célula ganadora presenta las siguientes características: 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 de 81,47%.
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 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 anunció la creación de una célula solar IBC mejorada, industrial y de de bajo coste con una eficiencia de área total del 23,5%.
El nuevo 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 la Compañía y la ANU. Las eficiencias de área total siempre son más bajas que las eficiencias de apertura, debido a pérdidas de eficiencia relacionadas con los bordes de las células y las áreas de contacto eléctrico.
Según afirmo el Dr. Pierre Verlinder, vicepresidente y científico jefe de Trina Solar: “Nos complace anunciar el último logro de nuestro equipo de investigación en el SKL PVST. Durante los últimos años, nuestro equipo de I+D ha conseguido mejorar de forma continua la eficiencia de nuestros paneles solares IBC de tipo N, sobrepasando los límites y batiendo récords anteriores; y logrando acercarse en buena medida al rendimiento de nuestra mejor célula de área pequeña en laboratorio desarrollada en colaboración con ANU hace tres años”.
“Los paneles solares IBC son unas de las células solares de silicio más eficientes a día de hoy, y son particularmente adecuadas para aplicaciones en las que el requisito de una alta densidad de potencia es más importante que el LCOE (coste normalizado de electricidad).
Según los directivos de la empresa: nuestro programa de células siempre se ha centrado en el desarrollo de células de área grande y procesos industriales de costes limitados. Hoy nos complace anunciar que nuestra célula IBC de área grande ha alcanzado casi el mismo nivel de rendimiento que la célula de área pequeña creada en laboratorio hace tres años a través de un proceso de fotolitografía.
En la industria fotovoltaica impulsada por la innovación, Trina Solar siempre se centra en desarrollar tecnologías y productos PV de vanguardia con eficiencia de célula mejorada y un coste de sistema reducido. Su máximo objetivo es incidir en la innovación tecnológica, y transferir, tan rápido como sea posible, la tecnología del laboratorio a la producción comercial”.
Otros avances dentro de la energía solar
Perovskitas
Las actuales células solares basadas en el silicio sufren algunas limitaciones: están hechas de un material que raramente se encuentra en la naturaleza en la forma pura y necesaria para fabricarlas, son rígidas y pesadas y su eficiencia es limitada y difícil de ampliar.
Unos nuevos materiales, llamado perovskitas, se postulan para solucionar estas limitaciones gracias a que dependen de elementos abundantes y baratos y a que tienen el potencial de alcanzar una mayor eficiencia.
Las perovskitas son una amplia categoría de materiales en los que las moléculas orgánicas formadas en su mayoría por uniones de carbono e hidrógeno con un metal, como el plomo, y un halógeno, como el cloro, en un cristal con forma de celosía.
Se pueden obtener con relativa facilidad, de forma barata y sin emisiones, dando como resultado una película delgada y ligera que se puede adaptar a cualquier forma, lo que permitiría fabricar paneles solares de forma sencilla, eficiente y con un resultado adaptable y fácil de instalar.
Sin embargo, tienen dos inconvenientes: el primero es que la posibilidad de integrarlas en técnicas de producción en masa aún no ha sido demostrada; el otro, que tienden a descomponerse bastante rápido en condiciones reales.
Tinta fotovoltaica
Para solucionar esos inconvenientes de las perovskitas, un equipo del Laboratorio Nacional de Energías Renovables de EEUU ha ideado un método nuevo con el que manejarlas. Se trata de fabricar una ‘tinta’ fotovoltaica que permita introducirlas en los procesos de producción automática.
Esta investigación comenzó con una pervoskita muy simple compuesta de yodo, plomo y metilamonio. En condiciones normales, esta mezcla formaría cristales fácilmente, pero requeriría un buen rato a altas temperaturas para solidificarlo después, lo que retrasaría y encarecería un proceso de manufactura. Así que el equipo buscó aquellas condiciones que acelerarían la formación del cristal, lo que supuso sustituir parte del material por otros compuestos, como el cloro, y añadir lo que llamaron un «disolvente negativo», algo que asentase la solución con rapidez.