Científicos, apoyados por el gobierno de Estados Unidos, han logrado grandes avances en su desarrollo de células solares bifaciales de perovskita. La naturaleza única de estas células les permite aprovechar la energía solar por ambos lados, lo que se traduce en mayores eficiencias y menores costes que la tecnología existente.
Las células solares de perovskita bifaciales y su gran eficiencia
Las investigaciones anteriores sobre células solares de perovskita bifaciales produjeron dispositivos inferiores a sus homólogas monofaciales, que actualmente presentan un impresionante nivel de eficiencia de hasta el 26%. La última investigación del equipo del NREL, «Highly efficient bifacial single-junction perovskite solar cells» (Células solares bifaciales de perovskita de unión simple de alta eficiencia), podría dar paso a una nueva era de progreso.
El estudio menciona que una célula solar bifacial de alto rendimiento tendría idealmente una eficiencia en la cara frontal similar a la de las células monofaciales de mejor rendimiento. Con este objetivo en mente, los investigadores consiguieron crear una célula solar con una eficiencia superior al 23% bajo iluminación frontal y del 91%-93% cuando se ilumina desde la cara posterior.
Características destacables de estas celulas solares
El equipo de investigación empezó realizando simulaciones ópticas y eléctricas que les permitieron determinar el grosor necesario para la construcción de su célula. La capa frontal de perovskita tenía que ser lo suficientemente gruesa para absorber una parte significativa de los fotones de una determinada porción del espectro solar, pero no tanto como para bloquearlos. A continuación, el equipo procedió a determinar el grosor óptimo del electrodo posterior para minimizar la pérdida resistiva.
El diseño de la célula solar bifacial se guió por simulaciones realizadas por el equipo, pues sin la ayuda de estas simulaciones, los investigadores habrían tenido que realizar pruebas experimentales para determinar el grosor óptimo de su célula. Mediante este proceso, el equipo descubrió que el grosor perfecto de una capa de perovskita es de aproximadamente 850 nanómetros.
¿Los paneles solares bifaciales de perovskita son el futuro?
El equipo del estudio llevó a cabo una evaluación del rendimiento para determinar el aumento de eficiencia obtenido mediante el uso de iluminación bifacial. Para ello, colocaron la célula entre dos simuladores solares, con luz directa dirigida a la cara frontal y luz reflejada dirigida a la cara posterior. Los investigadores observaron que la eficiencia de la célula aumentaba a medida que aumentaba la proporción de luz reflejada.
Según sus estimaciones, la producción de un módulo solar de perovskita bifacial puede resultar más cara que la de un módulo monofacial, pero a largo plazo los módulos bifaciales podrían resultar mejores inversiones porque generan entre un 10% y un 20% más de energía, lo que podría compensar los costes iniciales.
El desarrollo de células solares bifaciales de perovskita de alta eficiencia es un paso importante hacia la implantación de esta tecnología en el mundo real. La capacidad de las células bifaciales para absorber la luz solar por ambos lados aumenta la generación de energía y se puede decir que los módulos solares bifaciales de perovskita tienen potencial para convertirse en una excelente inversión de futuro si sus altos niveles de eficiencia realmente compensan la inversión inicial.
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