Fuente: scitechdaily.com
Dr. Andreas Distler (ZAE Bayern) con el módulo solar de registro orgánico en la Fábrica Solar del Futuro. En el fondo, la línea piloto para fotovoltaicos impresos de película delgada.
Un equipo de investigación de Nuremberg y Erlangen ha establecido un nuevo récord para la eficiencia de conversión de energía de los módulos fotovoltaicos orgánicos (OPV). Los científicos de la Universidad Friedrich-Alexander Erlangen-Nürnberg (FAU), el Centro Bávaro de Investigación de Energía Aplicada (ZAE) y el Instituto Helmholtz Erlangen-Nürnberg para Energía Renovable (HI ERN), una rama de Forschungszentrum Jülich, en cooperación con el South China University of Technology (SCUT), diseñó un módulo OPV con una eficiencia del 12,6 por ciento en un área de 26 centímetros cuadrados. El anterior récord mundial del 9,7 por ciento se superó en un 30 por ciento.
Este es el valor de eficiencia más alto jamás reportado para un módulo fotovoltaico orgánico. Fue confirmado por una medición calibrada certificada en condiciones de prueba estándar por el laboratorio de certificación independiente de Fraunhofer ISE (Friburgo) en septiembre de 2019. El módulo multicelular se desarrolló en la Fábrica Solar del Futuro en el Campus Energie Nürnberg (EnCN) en un laboratorio de recubrimiento con una línea piloto de megavatios única para fotovoltaica de película delgada, que fue diseñada e implementada con el apoyo financiero del Ministerio de Asuntos Económicos de Baviera.
"Este avance muestra que Bavaria no solo es líder en el avance de las instalaciones fotovoltaicas, sino que también ocupa una posición de liderazgo en el desarrollo de tecnologías futuras", enfatiza Hubert Aiwanger, Ministro de Asuntos Económicos, Desarrollo Regional y Energía del Estado de Baviera.
Las células solares orgánicas generalmente consisten en dos componentes orgánicos diferentes, que poseen las propiedades necesarias de semiconductores. A diferencia del silicio usado convencionalmente, que se fabrica mediante procesos de fusión intensivos en energía, los materiales orgánicos se pueden aplicar directamente desde las soluciones sobre una película de soporte o un soporte de vidrio.
Por un lado, esto reduce los costos de fabricación, por otro lado, el uso de materiales flexibles y livianos permite nuevas aplicaciones, como dispositivos móviles o ropa, incluso si la eficiencia aún no es comparable a la de las células solares de silicio tradicionales.
"Este hito en la investigación de semiconductores orgánicos muestra que los últimos desarrollos de rendimiento con eficiencias de celdas certificadas de más del 16 por ciento no se limitan a la escala del laboratorio, sino que están listos para ampliarse al nivel de módulos prototipo", explica el profesor Christoph Brabec de FAU , director de HI ERN y director científico de Solar Factory of the Future, un grupo de investigación de ZAE Bayern.
Debido a su diseño, la eficiencia de los módulos fotovoltaicos completos es siempre ligeramente inferior a la de las células individuales. Una parte del área del módulo, por ejemplo, siempre está inactiva ya que se usa para la interconexión de las celdas individuales. Con un área de módulo en aumento, las pérdidas causadas por la resistencia eléctrica de los electrodos también aumentan.
El módulo de registro consta de doce celdas conectadas en serie y tiene un factor de relleno geométrico de más del 95 por ciento. Esta parte del área del módulo contribuye activamente a la generación de energía. Con respecto a su área activa, el módulo incluso logra una eficiencia del 13,2 por ciento. La minimización de las áreas inactivas se logró mediante la estructuración láser de alta resolución, tal como se desarrolló y optimizó en los últimos años en la "Fábrica Solar del Futuro".