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Instituto alemán Fraunhofer consigue nuevo récord en conversión de luz solar en electricidad

Los investigadores de Fraunhofer consiguen convertir un tercio de luz solar con una fotovoltaica a base de silicio.

Nuevo récord en un registro fotovoltaico, el centro de investigación solar ISE del Instituto Fraunhofer, en colaboración con la empresa EV Group, han conseguido desarrollar células solares multiunión basadas en silicio que pueden convertir una tercera parte de la luz solar en electricidad.

El director del Instituto, Andreas Bett, reconoce que “la energía fotovoltaica es un pilar clave para la transformación energética”, además a medida que pasa el tiempo “los costos han disminuido a tal grado que la fotovoltaica se ha convertido en un competidor económicamente viable para fuentes de energía convencionales”

Aunque el desarrollo de este tipo de tecnología todavía no ha terminado, para Bett “el nuevo resultado muestra cómo el consumo de material se puede reducir a través de mayores eficiencias, por lo que no sólo los costes se pueden optimizar aún más, sino también su fabricación se puede llevar a cabo de manera amigable con los recursos” y así ayudar al equilibrio en el medio ambiente.
Presencia de las células de silicio.

La empresa reconoce que las células solares de silicio dominan el mercado fotovoltaico de la actualidad con una participación del 90%. Los nuevos desarrollos, la investigación tecnológica y la industria que los maneja acercan posturas para la potenciar la eficacia del silicio del semiconductor, al tiempo que se forjan nuevas vías para el desarrollo de nuevas generaciones de células solares más eficaces.

Los investigadores del Fraunhofer han aumentado la eficacia en la conversión de electricidad usando silicio al basarse en un sistema de célula solar de multi-ensamblada con capas extremadamente finas de 0,002 milímetros de semiconductores compuestos, unidos a la célula de silicio. Para hacernos una idea, el grosor de éstas capas equivaldría a la vigésima parte del grosor de un pelo humano.

En su funcionamiento se deriva que la luz del sol visible se absorbe en una célula superior compuesta de galio-indio y fósforo, los que encontramos como GaInP en la tabla periódica, la luz infrarroja se aloja en una base de galio-arsénico, GaAs, y las longitudes de onda más largas en el silicio se alojan en una subcelda. Así se conseguiría aumentar de forma significativa la eficiencia de las células solares de silicio.

Para conseguir captar la tercera parte de la luz solar y convertirla en energía eléctrica los investigadores utilizaron un proceso de microelectrónica, a éste procedimiento se le denomina “conexión de oblea directa o unión de obleas directas”; ésta técnica permite transferir algunos micrómetros de materiales semiconductores de grupos III y V, los descritos anteriormente como GaInP y GaAs, de forma directa sobre el silicio.

Después de la activación del plasma, las dos superficies se presionan juntas, con esto se consigue que la capa de los grupos III y V se unan a las del silicio, así se forma un dispositivo monolítico.

La estructura por fuera no evidencia la complejidad que contiene el interior, la célula tiene un frontal y una parte posterior sencilla, el contacto justo como una célula solar de silicio convencional y por tanto puede ser integrada en módulos fotovoltaicos de la misma forma.
Resultados previos.

Éste avance se suma a una serie de resultados previos en investigación sobre el mismo campo. En noviembre de 2016, investigadores del ámbito solar en Friburgo, junto con el equipo de EVG, demostraron la eficiencia de un 30,2%, para aumentar después ese resultado al 31,3% en marzo de 2017, ahora han tenido éxito una vez más al conseguir un registro del 33,3%, éste resultado ha derivados en el reconocimiento del jurado de Green Tec, en los premios 2018, al ser nominados entre los tres primeros en la categoría de ‘energía’.

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