• Universitat de València
• Commissariat a l’energie atomique et aux energies alternatives

• Delfina Muñoz
• Perrine Carroy

La tecnología dominante en el mercado de células fotovoltaicas (PV) son las células fotovoltaicas basadas en silicio, que están alcanzando su límite de eficiencia. Para aumentar aún más la eficiencia de la célula solar de Si, se necesita un segundo semiconductor integrado en una segunda subcelda. Esta segunda subcelda puede ser una celda semitransparente colocada delante de una celda de Si típica o puede integrarse en la celda de Si sin terminar. El primer enfoque se conoce como celda en tándem de 4 terminales (4T), ya que contiene 4 electrodos, 2 para cada subcelda. El segundo enfoque se conoce como celdas en tándem monolíticas o de 2 terminales (2T). Las celdas en tándem de 2T tienen ventajas sobre las de 4T, ya que los costos de producción son menores. Se ha identificado que las células solares basadas en perovskita son ideales para usarse como celda frontal en una celda en tándem 2T de este tipo. Sin embargo, las células solares en tándem de perovskita-silicio 2T de última generación pueden sufrir un bajo rendimiento, un bajo voltaje de circuito abierto, una baja corriente de cortocircuito, una baja eficiencia, una vida útil corta y/o un bajo factor de llenado. Por lo tanto, se necesita una célula solar en tándem de perovskita-silicio 2T que supere los inconvenientes del estado de la técnica.

Investigadores de la Universitat de València y del Commissariat a l’energie atomique et aux energies alternatives han desarrollado nuevas células en tándem de perovskita-silicio con capa de recombinación de carga libre de indio.

Actualmente, las capas de recombinación de carga en el tándem perovskita-silicio se basan en la conducción de óxidos metálicos. La mayoría de ellas contienen indio, que es un material escaso. Esta invención puede simplificar la fabricación de células solares de perovskita/tándem y permite un crecimiento mucho más conforme de la celda superior de perovskita sobre un sustrato de silicio texturizado que la hace compatible con las células solares industriales basadas en silicio. Esto facilitaría la actualización de las líneas de fabricación fotovoltaica basadas en Si a líneas en tándem de perovskita/Si con un cambio mínimo o nulo en el proceso de la celda inferior.

La invención proporciona una célula solar en tándem de perovskita-silicio 2T que supera los inconvenientes de la técnica anterior. Demuestra los beneficios de utilizar una unión de recombinación de carga libre de indio y que puede emplearse con fuentes simples de sublimación térmica.

La invención es aplicable en dispositivos fotovoltaicos y también en otros dispositivos semiconductores tales como diodos emisores de luz.

La invención tiene las siguientes ventajas:

• Producción de células en tándem de perovskita-silicio libres de indio.
• Es posible la producción de células solares de perovskita/tándem para líneas industriales.
• Celdas tándem de alto rendimiento.

• Patente concedida