Usando materiales altamente especializados que capturan electrones en pozos cuánticos, NREL estableció un nuevo récord de eficiencia de celdas solares.La celda solar que establece récords brilla en rojo bajo una luminiscencia azul.Imagen de Wayne Hicks, NRELEl Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL, por sus siglas en inglés) del Departamento de Energía ha establecido un nuevo récord de eficiencia de celdas solares con luz solar normal en 39,5 %.La celda solar de triple unión pudo establecer este récord mediante mejoras en la capa intermedia de la celda mediante el uso de nuevas técnicas para construir pozos cuánticos.El grupo de energía fotovoltaica cristalina (PV) de alta eficiencia de NREL fabricó la célula solar con cientos de capas de materiales, cada una optimizada en función de iteraciones anteriores de tecnología de células solares durante varias décadas de investigación y desarrollo en esta clase de producto.La celda solar está compuesta de tres materiales diferentes: la unión superior está hecha de fosfuro de galio-indio (GaInP), la capa intermedia está hecha de arseniuro de galio (GaAs), que está rodeada por los pozos cuánticos antes mencionados, y la parte inferior es de celosía. arseniuro de galio-indio no coincidente (GaInAs).Estos materiales se han utilizado antes en células solares y dominan el mercado de la energía solar espacial.El récord anterior para las celdas solares estándar de luz solar era del 39,2 % y, aunque es casi tan eficiente como este nuevo récord, esa celda era una unidad de seis uniones.Esta célula solar, que utiliza materiales similares, pudo aumentar la eficiencia de generación aprovechando el avance de la investigación en capas de pozos cuánticos.Los autores notaron que cientos de capas de pozos cuánticos se encuentran entre la capa central y los materiales por encima y por debajo de ella.Estos pozos modifican cómo los electrones, energizados por fotones, son capturados y movidos a través de la celda solar hacia el circuito de los paneles solares.Durante el experimento, el número de pozos cuánticos se varió entre 100 y 300, para obtener las características específicas de corriente versus voltaje que buscaban los investigadores.Los pozos cuánticos tienen un espesor de cinco a diez nanómetros, lo que aumentó el espesor acumulado de la capa intermedia -de GaAs- de 850 nm a 2,5 mm, respectivamente.Los principales desafíos de esta clase de producto es que es muy costoso, a $10 por vatio, en comparación con los 10 centavos de las celdas solares estándar, y la fabricación es relativamente lenta en comparación con las celdas solares de polisilicio estándar.Además, considerando el futuro inevitable de la dominación solar global, la disponibilidad material es limitada.Por ejemplo, el tiempo de crecimiento de la región del pozo cuántico de la celda solar fue de 55 minutos y el tiempo de crecimiento total de la celda total fue de cuatro horas.Y si bien esta no es una comparación totalmente justa, una línea de fabricación estándar de 250 MW/año basada en polisilicio busca mover decenas de miles de células solares por hora.Los altos costos significan que estas celdas se utilizan principalmente en mercados caros.El mercado más común es el espacio, ya que la Estación Espacial Internacional utiliza celdas de triple unión con más del 30% de eficiencia.Las celdas de este estilo también se han utilizado en automóviles alimentados por energía solar que aún no se han lanzado al mercado.Sin duda, estas se encuentran entre las células solares más eficientes jamás diseñadas, como se puede ver en el recorte de arriba del famoso Gráfico de eficiencia de registro de células de investigación de NREL.El recuadro rojo delineado es el récord actual de eficiencia de celdas solares.La clase de celdas solares ubicadas arriba ya la izquierda de la celda delineada establecieron sus récords utilizando luz solar concentrada a través de espejos y otras técnicas.En investigaciones anteriores, los científicos observaron que es posible una eficiencia teórica del 85 % para un número infinito de uniones con la máxima concentración de luz solar.Sin embargo, utilizando una variedad de suposiciones razonables, los cálculos conservadores sugieren que se podría lograr una eficiencia de celda solar del 62% utilizando luz solar que se concentra 1000 veces.Este contenido está protegido por derechos de autor y no se puede reutilizar.Si desea cooperar con nosotros y le gustaría reutilizar parte de nuestro contenido, comuníquese con: editors@pv-magazine.com.Más artículos de John Fitzgerald WeaverTenga en cuenta los estándares de nuestra comunidad.Su dirección de correo electrónico no será publicada.Los campos obligatorios están marcados *Guarde mi nombre, correo electrónico y sitio web en este navegador para la próxima vez que comente.Notifíqueme de comentarios consecuentes por email.Notificarme de nuevas publicaciones a través de email.Al enviar este formulario, acepta que pv magazine utilice sus datos 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