Las celdas bifaciales de perovskitas, la próxima gran revolución de la energía solar

Las celdas solares bifaciales llevan unos cuantos años entre nosotros, ofreciendo un extra de producción respecto a las monofaciales. Pero ahora, un grupo de investigación ha logrado dar un salto adelante al conseguir una elevada eficiencia en un sistema de perovskitas.

Como recordamos, las celdas solares bifaciales capturan la luz solar directa en el frente y la luz solar reflejada en la parte posterior. Como resultado, logran superar a las celdas solares monofaciales en cuanto a producción.

Pero su coste de producción es mayor y hace que su rentabilidad sea más difícil de lograr, además de contar con un coste inicial más elevado.

Pero un trabajo del Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) del Departamento de Energía de Estados Unidos ha conseguido desarrollar una celda solar bifacial con perovskitas, que logra un elevado nivel de eficiencia tanto en su parte frontal como en la trasera.

Los investigadores han desarrollado y fabricado una celda solar en la que la eficiencia de ambos lados era prácticamente la misma. La eficiencia medida en laboratorio de la parte frontal superó el 23%, mientras que la posterior se ha mantenido entre el 20.9% y el 21.3%.

Celdas bifaciales de perovskitas

Los investigadores descubrieron que la capa de perovskita en la parte frontal de la celda tenía que ser lo suficientemente gruesa para absorber la mayoría de los fotones de una parte determinada del espectro solar, pero una capa de perovskita que es demasiado gruesa puede bloquear los fotones.

El equipo de NREL buscó cuál sería el grosor ideal del electrodo trasero de la celda para minimizar la pérdida resistiva.

Utilizando un sistema de simulaciones, el equipo descubrió que el espesor ideal para una capa de perovskita es de alrededor de 850 nanómetros. 

A continuación, colocaron la célula bifacial entre dos simuladores solares y dirigieron la luz directa hacia la parte delantera, mientras que la parte trasera recibió luz reflejada. La eficiencia de la celda aumentó a medida que aumentaba la relación entre la luz reflejada y la iluminación frontal.

El equipo de investigación ha indicado que la fabricación de un módulo solar bifacial de perovskita costaría más que la de un módulo monofacial. Un mayor coste inicial que se compensaría con una mayor producción que han estimado mejorará entre un 10 y un 20% los módulos actuales.

Si bien el récord de eficiencia alcanzado es llamativo, todavía existen desafíos por superar. Uno de ellos es la escalabilidad de la producción de células tándem de perovskita/silicio a nivel industrial.

Otro desafío importante es la estabilidad a largo plazo de este tipo de celdas. Para su viabilidad comercial, estas deben ser capaces de mantener su eficiencia a lo largo del tiempo y resistir las condiciones ambientales adversas.

Fuente | NREL