24.9%! La nova cèl·lula apilada de calci titanat-CIS estableix una eficiència rècord

Investigadors de l'Institut de Tecnologia de Karlsruhe (KIT) a Alemanya han desenvolupat una cèl·lula solar laminada basada en calcogenur, així com pel·lícules primes de coure / indi / seleni (CIS).

La cèl·lula es descriu com la primera cèl·lula fotovoltaica d'aquest tipus que aconsegueix una eficiència propera al 25%. La nova cèl·lula fotovoltaica té una eficiència qualificada del 23,5% i una eficiència màxima del 24,9%.

L'eficiència ha estat verificada pel Fraunhofer ISE (Institut Fraunhofer de Sistemes d'Energia Solar).

Els científics van utilitzar el CIS amb un buit de banda d'aproximadament 1,03 eV i una petita quantitat de gal·li, així com calcogenur tri-cationic amb un buit de banda d'aproximadament 1,59 eV, utilitzant un recobriment antireflectant (ARC) per millorar la llum d'acoblament i augmentar el fotocorrent general. La cèl·lula té una eficiència de conversió de potència del 24,9%, una tensió de circuit obert d'1,57 V, un corrent de curtcircuit de 21,1 mA i una variància d'ompliment del 75,2%. Les cel·les superior i inferior tenen un fotocurrent dopat de 20,4 mA i 20,7 mA respectivament.

Al setembre de 2020, la nova cèl·lula apilada de calci titani CIGS del Laboratori Nacional d'Energies Renovables va aconseguir una eficiència rècord mundial del 24,16%, que va ser certificada oficialment pel laboratori CalLab de l'Institut Fraunhofer de Sistemes d'Energia Solar (ISE).

Les cèl·lules apilades combinen dos semiconductors diferents que converteixen diferents parts de l'espectre en energia elèctrica.

Les cèl·lules fotovoltaiques que consisteixen en coure, indi, gal·li i seleni es poden dipositar com a pel·lícules primes amb un gruix total de només 3-4 micres. La capa de calcogenur és encara més prima, amb només 0,5 micres. Així, les noves cèl·lules solars laminades fetes de CIGS i calcogenur estan molt per sota de les 5 micres de gruix i es poden utilitzar per produir mòduls solars flexibles.