La Comisión Electrotécnica Internacional destaca investigación sobre células solares de silicio cristalino flexible

La Comisión Electrotécnica Internacional (IEC, por sus siglas en inglés), una organización global sin fines de lucro que coordina el trabajo de 30.000 expertos en 174 países, ha destacado la investigación sobre células solares de silicio cristalino flexible liderada por Zhengxin Liu, Vicepresidente del Comité Técnico 82 de la IEC. Este comité se encarga de preparar las normas para los sistemas de energía solar fotovoltaica.

Las células solares de silicio cristalino tienen muchas ventajas, como su abundancia de material, alta eficiencia de conversión de energía y estabilidad operativa, además de un proceso de producción maduro. Sin embargo, debido a las características frágiles de las obleas de silicio cristalino, siempre se ha asumido que no pueden utilizarse en aplicaciones flexibles. Por ello, los dispositivos electrónicos de silicio suelen estar encapsulados por vidrio rígido y/o láminas traseras para formar módulos fotovoltaicos monofaciales o bifaciales tradicionales. Estos módulos representan más del 95% del mercado fotovoltaico actual.

El equipo de investigación de Liu ha desarrollado una estrategia para fabricar obleas de silicio plegables con un pequeño radio de curvatura de unos 4 mm. Cuando se convierten en células solares ligeras y flexibles de heterounión de silicio amorfo-cristalino, la eficiencia de conversión de energía se calibra independientemente para ser superior al 24%. Cuando las células se encapsulan en un gran módulo solar flexible (más de 10000 cm2), la eficiencia de conversión de energía alcanza el 22,8%, mucho más alta que la de otros homólogos flexibles fabricados con materiales rentables.

En comparación con los módulos bifaciales estándar encapsulados por vidrio, el ratio peso-potencia de los módulos bifaciales flexibles en esta investigación se reduce en un 95%, lo que podría abrir el camino para un gran mercado de electrónica autoalimentada en un futuro cercano.

Para las aplicaciones flexibles, es importante prestar atención a su estabilidad a largo plazo. Por ejemplo, durante la encapsulación del módulo se inducen microfisuras. El equipo de investigación propuso redondear los canales entre las pirámides de la superficie y dispersar el estrés, lo que redujo el estrés máximo en un orden de magnitud, permitiendo que las células solares sean más resistentes a la deformación y a las vibraciones frecuentes.

El grupo de investigación ha demostrado aplicaciones para vehículos de gran altitud entre una altura de 10-100 km. Sin embargo, se deben realizar más experimentos para estimar el impacto de tareas más extremas antes del despliegue futuro.

En este estudio, el equipo de investigación también señala que no existen normas de prueba detalladas para los módulos fotovoltaicos de silicio flexibles. El Comité Técnico 82 de la IEC podría liderar el trabajo en este campo. Se recomiendan pruebas de efecto de tensión, ya que la fuerza de tensión aplicada puede resultar en fallos en el encapsulante y destruir los contactos conformes entre el encapsulante y la superficie de la célula, así como los contactos conformes entre las tiras de soldadura y la superficie de la célula.

Zhengxin Liu es un experto en materiales y dispositivos de células solares y tecnología de medición para células solares. Sus intereses de investigación actuales incluyen células solares de silicio cristalino de alta eficiencia, física de estructuras de heterounión, así como la estandarización de células solares.

Fuente: https://www.pv-magazine.com/2024/06/03/iec-lays-ground-for-flexible-silicon-solar-module-standards/