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Las células del futuro

21 agosto, 2018

Para que la energía solar sobreviva en un mundo sin tarifas de inyección, es necesaria una mayor innovación centrada en la reducción de costos. En este artículo, científicos del fabricante suizo de equipos Meyer Burger argumentan que los conceptos de celda de alta eficiencia, y en particular la de heterounión, estarán entre las mejores tecnologías en las que la energía solar puede apostar para lograr este objetivo.

La tecnología de células de heterounión (HJT) combina las ventajas de las células solares de silicio monocristalino (c-Si) con la buena absorción y las características de pasivación superiores del silicio amorfo (a-Si), que se han observado en la tecnología de película delgada a-Si que utiliza materiales que son fácilmente disponibles. El diseño HJT no es nuevo. Sanyo (ahora Panasonic) introdujo por primera vez esta tecnología en la producción en masa hace más de 20 años, logrando alrededor del 20 % de eficiencia celular.

Recientemente, Panasonic demostró eficiencias del 24,7 % en las células producidas en laboratorio. La patente de tecnología básica para la tecnología de heterounión se abrió al público en 2010. Meyer Burger ahora ofrece esta atractiva tecnología como tecnología clave de alto rendimiento en la cadena de valor fotovoltaica y promete una eficiencia celular intrínseca del 23-24 % en producción comercial.

La estructura simple de una celda HJT se puede ver en la imagen abajo. Las capas finas de silicio amorfo hidrogenado intrínseco (a-Si: H) depositadas entre la oblea c-Si y las capas dopadas son clave para lograr el máximo rendimiento de la estructura celular. Estas logran densidad de estado de interfaz reducida, pérdidas de recombinación de superficie disminuidas y corrientes de saturación de emisor inferiores.

La producción de células HJT es un proceso relativamente sencillo, que se lleva a cabo a bajas temperaturas y requiere menos pasos de producción en comparación con muchos otros diseños de alta eficiencia, incluidos PERC, envoltura de metal y emisor selectivo. Esto hace que la HJT sea económicamente atractiva, ya que puede resultar en ahorros significativos de costos de energía.

Una ventaja tecnológica importante de las celdas HJT es la excelente pasivación de superficie de a-Si:H, que da como resultado altos voltajes de circuito abierto y altas eficiencias de celda. El coeficiente de temperatura superior de TC = -0.25% / K asegura un mayor rendimiento de energía durante las condiciones de funcionamiento del módulo. En comparación con la tecnología c-Si estándar, las celdas de heterounión generan un 35 % más de kWh / m2 y, por lo tanto, alcanzan el costo de electricidad nivelado (LCOE) más bajo.

Como se mencionó anteriormente, el procesamiento a baja temperatura (<250 ° C) ahorra energía durante la fabricación, evita la degradación a granel y permite el uso de obleas delgadas. El desarrollo integrado en toda la cadena de valor de la FV – oblea de alambre de diamante, tecnología de celda de heterounión y tecnología de conexión SmartWire (SWCT) – garantiza el máximo rendimiento de los módulos HJT.