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La Universidad Politécnica de Madrid ha logrado el récord mundial de eficiencia para una célula solar de doble unión

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El Grupo de Semiconductores III-V del Instituto de Energía Solar de la Universidad Politécnica de Madrid ha logrado el récord mundial de eficiencia para una célula solar de doble unión mediante un dispositivo fotovoltaico que convierte directamente en electricidad el 32.6% de la luz que recibe, lo que supone un aumento del rendimiento de 1.6% respecto del anterior récord.

Las células solares multi-unión están llamadas a sustituir a las convencionales de Si puesto que la investigación indica que mejoran notablemente la eficiencia de éstas. En este contexto, un grupo de investigación del Instituto de Energía Solar de la Universidad Politécnica de Madrid, dirigido por el profesor Carlos Algora, ha diseñado y fabricado íntegramente una célula solar de doble unión que posee una eficiencia récord, 32.6 %. La célula solar de doble unión es de GaInP y GaAs ajustados en red y su medida homologada se ha realizado en el laboratorio de calibración independiente del Instituto Fraunhofer de Friburgo (Alemania).

El rendimiento del 32.6% de esta célula se ha medido bajo una intensidad luminosa de 1026 soles. La intensidad luminosa de 1 sol se corresponde, aproximadamente, con la luz que se recibe en la superficie terrestre un día soleado. Por tanto, esta célula es una buena candidata para formar parte de módulos fotovoltaicos de concentración que utilizan lentes o espejos para concentrar la luz del sol sobre las células solares.

La célula solar desarrollada en el IES-UPM es bastante diferente de la célula solar de doble unión que hasta ahora tenía la eficiencia mayor del mundo con un 31,1% de eficiencia a 300 soles y que logró el Instituto Fraunhofer de Friburgo en el año 2000. La importancia del nuevo récord no solo reside en un aumento del rendimiento de 1.6% respecto del anterior récord, sino que en buena medida se halla en la intensidad luminosa a la que se obtiene la máxima eficiencia (1026 soles ahora, en tanto que la célula del récord previo lograba su máximo rendimiento a 300 soles). Grosso modo, cuanto mayor es la concentración luminosa más barata será la electricidad solar.

El potencial de la nueva célula récord de eficiencia queda patente a través del análisis de costes que indica que si se desarrollaran durante unos 5 años sistemas fotovoltaicos de concentración basados en la nueva célula récord, la estimación del coste de la electricidad solar producida sería de unos 5,5 céntimos de euro por kilovatio hora, en tanto que el coste actual de la electricidad producida en España mediante nuclear, gas, petróleo, carbón, renovables, etc. es de unos 7,5 céntimos de euro por kilovatio hora.

La célula récord representa un paso decisivo en el aumento del rendimiento de las células solares de triple unión, cuyo récord de eficiencia lo ha logrado el NREL (Estados Unidos) con una eficiencia del 40,8% a una concentración luminosa de 300 soles. Los investigadores del Grupo de Semiconductores III-V del IES-UPM están convencidos de que la integración adecuada de su célula de doble unión para formar una célula de triple unión produciría una eficiencia superior al 41% a 1000 soles, lo que sería un récord mundial absoluto de eficiencia.

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