Células solares con un rendimiento energético del 22%

Investigadores del Departamento de Ingeniería Electrónica de la Universidad Politécnica de Cataluña (UPC) han obtenido una eficiencia energética récord de un 22% con la creación de células solares de silicio que incorporan un tratamiento de superficie llamado black silicon (silicio negro) en la parte frontal de la célula. Esta técnica nanoestructura la superficie mediante un ataque químico seco dando lugar a pequeñas puntas cónicas de medida nanométrica.

La incorporación del black silicon permite disminuir prácticamente a cero las pérdidas de energía por reflectancia de la célula solar, lo que aumenta sensiblemente el rendimiento casi un 4% respecto a las células solares tradicionales. De hecho, el nombre de black silicon viene dado porque, a primera vista, la superficie tratada se ve de color negro (no refleja luz), en contraposición al color azul de las células estándares. Esta mejora extra de eficiencia permitiría, por ejemplo, alimentar por sí misma el consumo energético diario equivalente al de un frigorífico, considerando un sistema fotovoltaico formado por 5 m2 de paneles.

Las células solares son el elemento principal de las placas solares que se instala para captar la radiación solar y producir electricidad. Habitualmente, para conseguir que reflejen lo menos posible y perder parte de esta energía, las células solares se texturizan con un baño alcalino formando una superficie rugosa con pirámides distribuidas de forma aleatoria. Esta técnica, sin embargo, impide que las células sean delgadas, ya que se consume una parte importante de silicio en el proceso. Contrariamente, el black silicon permite utilizar células de silicio muy finas abaratando el coste de producción y ahorrando el uso de silicio.

Otra de las ventajas alcanzado por los investigadores de la UPC junto con los de la Universidad de Aalto (Finlandia) es que, dada la capacidad de las células negras para captar la radiación solar desde ángulos más bajos, se puede generar más electricidad durante más horas a lo largo del día en comparación a las células tradicionales. En países como Finlandia este rasgo es muy importante ya que el sol brilla desde un ángulo bajo la mayor parte del año y han podido demostrar que las células fabricadas con black silicon generan más electricidad que las células tradicionales de la misma eficiencia.

Según el investigador de la UPC Pablo Ortega, «en un plazo de unos tres o cuatro años sería factible aplicar elblack silicon a la industria de las placas solares e introducirlas en el mercado».

(Universitat Politècnica de Catalunya (UPC))