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eficiencia de las células solares

La eficiencia de una célula solar es la porción de energía de la luz solar que se convierte en electricidad . La eficiencia, junto con la latitud y las condiciones climáticas, d...

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La eficiencia de una célula solar es la porción de energía de la luz solar que se convierte en electricidad . La eficiencia, junto con la latitud y las condiciones climáticas, determina la producción de energía de un sistema solar.

En 2024, el récord de eficiencia de las células solares era del 47,6 %, establecido en mayo de 2022 por Fraunhofer ISE , con una célula fotovoltaica de concentración (CPV) de cuatro uniones III-V. [ 1 ] [ 2 ] El récord en condiciones reales lo ostenta NREL, que desarrolló células de triple unión con una eficiencia probada del 39,5 %. [ 3 ] [ 4 ]

Los módulos solares comerciales pueden superar el 24 % de eficiencia. [ 5 ] [ 6 ] A partir de 2025, [ 7 ] los mejores alcanzaron el 24,5 %, [ 8 ] generalmente inferior a la de sus células de forma aislada. Los módulos solares producidos en masa más eficientes tienen valores de densidad de potencia de 175 W/m² ( 16,22 W/ft² ) . [ 9 ]

En 2026, utilizando celdas de germanio III-V triples y tecnología de matriz superpuesta para interconectar las celdas, Fraunhofer logró una eficiencia del 34,4 %. Una innovación importante fue el uso del contacto directo entre celdas, eliminando las cintas de cobre recubiertas de soldadura tradicionales y el sombreado resultante de las áreas activas de las celdas. [ 10 ]

Esquema de la recolección de carga por células solares. La luz se transmite a través de un electrodo conductor transparente, creando pares electrón-hueco , que son recolectados por ambos electrodos. La eficiencia de absorción y recolección de una célula solar depende del diseño de los conductores transparentes y del espesor de la capa activa. [ 11 ]

Varios factores afectan la eficiencia de conversión, incluyendo su reflectancia , eficiencia termodinámica , eficiencia de separación de portadores de carga , eficiencia de recolección de portadores de carga y valores de eficiencia de conducción . [ 12 ] [ 11 ] Debido a que estos parámetros son difíciles de medir directamente, se miden otros parámetros en su lugar, incluyendo eficiencia cuántica , relación de voltaje de circuito abierto (V OC ) y §  factor de llenado . Las pérdidas de reflectancia se tienen en cuenta mediante el valor de eficiencia cuántica, ya que afectan la eficiencia cuántica externa. Las pérdidas de recombinación se tienen en cuenta mediante estos factores. Las pérdidas resistivas se tienen en cuenta predominantemente mediante el valor del factor de llenado, pero también contribuyen a los demás.

Según su construcción, los módulos fotovoltaicos pueden producir electricidad a partir de un rango de frecuencias de luz , pero generalmente no pueden cubrir todo el rango de radiación solar (específicamente, ultravioleta , visible , infrarroja y luz tenue o difusa). Por lo tanto, gran parte de la energía de la luz solar incidente no es procesada por los módulos solares. Teóricamente, la luz solar podría dividirse en bandas de longitud de onda (cada una de un color diferente), y cada una dirigirse a células sintonizadas a esos rangos que convertirían esa banda de manera más eficiente. [ 13 ]

Historia

Cronología de la investigación sobre la eficiencia de conversión de energía de las células solares desde 1976 ( Laboratorio Nacional de Energías Renovables )

Hasta 2024, el récord era del 47,1 %, establecido en 2019 por células solares de concentración de unión múltiple desarrolladas en el Laboratorio Nacional de Energía Renovable (NREL) , Golden, Colorado, EE. UU., [ 14 ] que se estableció en condiciones de laboratorio, bajo luz extremadamente concentrada.

A principios de 2026, Fraunhofer ISE anunció un módulo de 883 cm² (136,9 pulgadas cuadradas) con una eficiencia del 34,2 % . El módulo utilizaba células de germanio III-V triples . La unidad era una adaptación de su célula espacial al espectro solar terrestre. [ 10 ]   

Factores que afectan a la eficiencia energética

Los factores que afectan la eficiencia de conversión de energía fueron expuestos en un artículo fundamental de William Shockley y Hans Queisser en 1961. [ 15 ] Véase el límite de Shockley-Queisser para más detalles.

Límite de eficiencia termodinámica y límite de pila infinita

Límite de Shockley-Queisser para la eficiencia de una célula solar de unión simple bajo luz solar no concentrada a 273 K. Esta curva calculada utiliza datos reales del espectro solar, por lo que presenta ondulaciones debido a las bandas de absorción infrarroja en la atmósfera. Este límite de eficiencia de aproximadamente el 34 % puede ser superado por células solares de unión múltiple .

Si se dispone de una fuente de calor a temperatura T s y un disipador de calor más frío a temperatura T c , el valor máximo teóricamente posible para la relación entre el trabajo (o la potencia eléctrica) obtenido y el calor suministrado es 1 - T c / T s , dado por una máquina térmica de Carnot . Si tomamos 6000  K para la temperatura del sol y 300  K para las condiciones ambientales en la Tierra, esto resulta en un 95 %. [ 16 ]

En 1981, Alexis de Vos y Herman Pauwels demostraron que esto es posible con una pila de un número infinito de celdas con brechas de banda que van desde el infinito (las primeras celdas que encuentran los fotones incidentes) hasta cero, con un voltaje en cada celda muy cercano al voltaje de circuito abierto, igual al 95 % de la brecha de banda de esa celda, y con radiación de cuerpo negro de  6000 K proveniente de todas las direcciones. Sin embargo, la eficiencia del 95 % así lograda significa que la potencia eléctrica es el 95 % de la cantidad neta de luz absorbida: la pila emite radiación al tener una temperatura distinta de cero, y esta radiación debe restarse de la radiación incidente al calcular la cantidad de calor transferido y la eficiencia. También consideraron el problema más relevante de maximizar la potencia de salida para una pila iluminada desde todas las direcciones por radiación de cuerpo negro de 6000 K. En este caso, los voltajes deben reducirse a menos del 95 % de la brecha de banda (el porcentaje no es constante en todas las celdas). La eficiencia teórica máxima calculada es del 86,8 % para una pila de un número infinito de celdas, utilizando la radiación solar concentrada incidente. [ 17 ] Cuando la radiación incidente proviene únicamente de un área del cielo del tamaño del sol, el límite de eficiencia se reduce al 68,7 %. [ 18 ] 

Máxima eficiencia

Los sistemas fotovoltaicos convencionales, sin embargo, solo cuentan con una unión p-n y, por lo tanto, están sujetos a un límite de eficiencia inferior, denominado "eficiencia máxima" por Shockley y Queisser. Los fotones con una energía inferior a la banda prohibida del material absorbente no pueden generar un par electrón-hueco , por lo que su energía no se convierte en energía útil y solo genera calor si es absorbida.

Para fotones con una energía superior a la energía de la banda prohibida, solo una fracción de dicha energía puede convertirse en energía útil. Cuando se absorbe un fotón de mayor energía, el exceso de energía por encima de la banda prohibida se convierte en energía cinética de la combinación de portadores. Este exceso de energía cinética se transforma en calor mediante interacciones fonónicas a medida que la energía cinética de los portadores disminuye hasta alcanzar la velocidad de equilibrio. Las células tradicionales de unión simple con una banda prohibida óptima para el espectro solar tienen una eficiencia teórica máxima del 33,16 %, el límite de Shockley-Queisser . [ 19 ]

Las células solares con materiales absorbentes de banda prohibida múltiple mejoran la eficiencia al dividir el espectro solar en intervalos más pequeños donde el límite de eficiencia termodinámica es mayor para cada intervalo. [ 20 ]

Eficiencia cuántica

Cuando una célula solar absorbe un fotón, se puede generar un par electrón-hueco. Uno de estos portadores puede alcanzar la unión p-n y contribuir a la corriente producida por la célula solar; a este portador se le denomina portador recolectado . Alternativamente, los portadores pueden recombinarse sin contribuir a la corriente de la célula.

La eficiencia cuántica se refiere al porcentaje de fotones que se convierten en corriente eléctrica (es decir, portadores recolectados) cuando la celda opera en condiciones de cortocircuito. Los dos tipos de eficiencia cuántica a los que se suele hacer referencia al hablar de celdas solares son la externa y la interna. La eficiencia cuántica externa (EQE) se relaciona con las propiedades medibles de la celda solar. La eficiencia cuántica "externa" de una celda solar de silicio incluye el efecto de las pérdidas ópticas, como la transmisión y la reflexión. Se pueden tomar medidas para reducir estas pérdidas. Las pérdidas por reflexión, que pueden representar hasta el 10 % de la energía incidente total, se pueden disminuir drásticamente mediante una técnica llamada texturización, un método de captura de luz que modifica la trayectoria promedio de la luz. [ 21 ]

La eficiencia cuántica interna (IQE) proporciona información sobre parámetros internos del material, como el coeficiente de absorción o la eficiencia cuántica de luminiscencia interna. [ 22 ] La IQE se utiliza principalmente para comprender el potencial de un material determinado, más que el de un dispositivo. [ 22 ] La eficiencia cuántica se expresa de forma más útil como una medición espectral (es decir, como una función de la longitud de onda o energía del fotón). Dado que algunas longitudes de onda se absorben con mayor eficacia que otras, las mediciones espectrales de la eficiencia cuántica pueden proporcionar información valiosa sobre la calidad del volumen y las superficies del semiconductor. La eficiencia cuántica no es lo mismo que la eficiencia de conversión de energía global, ya que no transmite información sobre la fracción de potencia que convierte la célula solar.

Punto de máxima potencia

El polvo suele acumularse en el cristal de los módulos solares —resaltado en esta imagen negativa como puntos negros— lo que reduce la cantidad de luz que llega a las células solares.

Una célula solar puede operar en un amplio rango de voltajes (V) y corrientes (I). Al aumentar continuamente la carga resistiva aplicada a una célula irradiada, desde cero ( cortocircuito ) hasta un valor muy alto ( circuito abierto ), se puede determinar el punto de máxima potencia , es decir, el punto que maximiza V × I; dicho de otro modo, la carga para la cual la célula puede suministrar la máxima potencia eléctrica a ese nivel de irradiación. (La potencia de salida es cero tanto en el cortocircuito como en el circuito abierto).

El punto de máxima potencia de una celda solar se ve afectado por su temperatura. Conociendo los datos técnicos de una celda solar determinada, su potencia de salida a una temperatura determinada se puede obtener mediante:PAG(T)=PAGSTdo+dPAGdT(Tdomill−TSTdo){\displaystyle P(T)=P_{STC}+{\frac {dP}{dT}}(T_{cell}-T_{STC})}, dóndePAGSTdo{\displaystyle P_{STC}}es la potencia generada en las condiciones de prueba estándar;Tdomill{\displaystyle T_{cell}}es la temperatura real de la célula solar.

Una célula solar de silicio monocristalino de alta calidad, a una  temperatura de 25 °C, puede producir 0,60 V de circuito abierto ( V OC ). La temperatura de la célula a plena luz solar, incluso con una temperatura ambiente de 25 °C, probablemente se acerque a los 45 °C, reduciendo el voltaje de circuito abierto a 0,55 V por célula. El voltaje cae modestamente, con este tipo de célula, hasta que se aproxima a la corriente de cortocircuito ( I SC ). La potencia máxima (con una temperatura de célula de 45 °C) se produce típicamente con el 75 % al 80 % del voltaje de circuito abierto (0,43 V en este caso) y el 90 % de la corriente de cortocircuito. Esta salida puede ser hasta el 70 % del producto V OC x I SC . La corriente de cortocircuito ( I SC ) de una célula es casi proporcional a la iluminación, mientras que el voltaje de circuito abierto ( V OC ) puede caer solo un 10 % con una caída del 80 % en la iluminación. Las celdas de menor calidad presentan una caída de voltaje más rápida al aumentar la corriente y podrían producir solo 1/2 V OC a 1/2 I SC . Por lo tanto, la potencia útil podría disminuir del 70 % del producto V OC x I SC al 50 %, o incluso tan solo al 25 %. Los proveedores que especifican la "potencia" de sus celdas solares únicamente como V OC x I SC , sin proporcionar curvas de carga, pueden estar distorsionando seriamente su rendimiento real.        

El punto de máxima potencia de un panel fotovoltaico varía con la iluminación incidente. Por ejemplo, la acumulación de polvo en los paneles fotovoltaicos reduce el punto de máxima potencia. [ 23 ] Recientemente, se ha desarrollado una nueva investigación para eliminar el polvo de los paneles solares mediante sistemas de limpieza electrostática. En estos sistemas, un campo electrostático aplicado a la superficie de los paneles solares provoca que las partículas de polvo se muevan de forma oscilante. [ 24 ] Luego, debido a la gravedad y a la ligera inclinación de los paneles solares, las partículas de polvo son atraídas hacia abajo por la gravedad. [ 24 ]

Estos sistemas requieren un bajo consumo de energía y mejoran el rendimiento de las células solares, especialmente cuando se instalan en el desierto, donde la acumulación de polvo contribuye a disminuir el rendimiento del panel solar. Además, para sistemas lo suficientemente grandes como para justificar el gasto adicional, un seguidor del punto de máxima potencia ( MPTP) monitoriza la potencia instantánea midiendo continuamente el voltaje y la corriente (y, por lo tanto, la transferencia de potencia), y utiliza esta información para ajustar dinámicamente la carga de manera que siempre se transfiera la máxima potencia , independientemente de las variaciones de iluminación.

factor de llenado

Otro término clave en el comportamiento general de una celda solar es el factor de llenado ( FF ). Este factor es una medida de la calidad de una celda solar. Se calcula dividiendo la potencia disponible en el punto de máxima potencia ( P m ) entre la tensión de circuito abierto ( V OC ) y la corriente de cortocircuito ( I SC ).

FF=PAGmetroVOdo×ISdo=η×Ado×GRAMOVOdo×ISdo.{\displaystyle FF={\frac {P_{m}}{V_{OC}\times I_{SC}}}={\frac {\eta \times A_{c}\times G}{V_{OC}\times I_{SC}}}.}

El factor de llenado se puede representar gráficamente mediante el barrido IV, donde es la relación de las diferentes áreas rectangulares. [ 25 ] El factor de llenado se ve directamente afectado por los valores de las resistencias en serie y en paralelo de la celda, así como por las pérdidas de los diodos. Aumentar la resistencia en paralelo (R sh ) y disminuir la resistencia en serie (R s ) conduce a un mayor factor de llenado, lo que resulta en una mayor eficiencia y acerca la potencia de salida de la celda a su máximo teórico. [ 26 ] Los factores de llenado típicos oscilan entre el 50 % y el 82 %. El factor de llenado para una celda fotovoltaica de silicio normal es del 80 %.

Medición

Cada módulo se clasifica según su potencia de salida de CC en condiciones de prueba estándar. La potencia suele oscilar entre 100 y 365 vatios (W). El tamaño del módulo determina su potencia de salida para una eficiencia dada : un módulo de 230 W con una eficiencia del 8 % requiere el doble de superficie que uno con una eficiencia del 16 %. 

La curva corriente-tensión (I-V) de un módulo describe su rendimiento eléctrico. [ 27 ] Los procesos de fabricación suelen afectar a los parámetros eléctricos, incluso en celdas del mismo tipo. Por lo tanto, se requiere la medición experimental de la curva I-V para medirlos con precisión. Generalmente, los parámetros eléctricos de los módulos fotovoltaicos se miden mediante pruebas en interiores. Sin embargo, las pruebas en exteriores no requieren una fuente de luz artificial costosa, no limitan el tamaño de la muestra y requieren una iluminación más homogénea de la misma.

El factor de capacidad de los paneles solares está limitado principalmente por la latitud geográfica y varía significativamente dependiendo de la nubosidad, el polvo, la duración del día y otros factores. En el Reino Unido , el factor de capacidad estacional oscila entre el 2 % (diciembre) y el 20 % (julio), con una producción anual promedio del 10-11 % de la capacidad, mientras que en España el valor alcanza el 18 %. [ 28 ] El factor de capacidad para parques fotovoltaicos a escala industrial promedió el 16,1 % en 2019. [ 29 ] El sobrecalentamiento reduce la eficiencia. [ 30 ]

Otros factores que afectan al rendimiento

Un panel solar con una eficiencia del 20 % y una superficie de 1  m² produce 200 kWh/año en condiciones de prueba estándar, expuesto a 1000 W /m² durante 2,74 horas al día. Los paneles solares absorben la luz solar durante periodos más prolongados, pero la irradiancia solar es inferior a 1000 W/m² durante la mayor parte del día. Un panel solar produce más energía cuando el sol está alto en el cielo, pero menos en días nublados o cuando el sol está bajo. El sol permanece más bajo en invierno que en otras estaciones.   

Dos factores dependientes de la ubicación que afectan el rendimiento solar fotovoltaico son la dispersión y la intensidad de la radiación solar. [ 31 ] Oriente Medio, el norte de Chile, Australia, China y el suroeste de EE. UU. tienen la mayor insolación. [ 31 ] [ 32 ] En una zona solar de alto rendimiento como el centro de Colorado, que recibe una insolación anual de 2000  kWh/m² / año, [ 33 ] un panel comercial produce ~400 kWh por año. Sin embargo, en Michigan, que recibe solo 1400 kWh/m² / año, [ 33 ] el rendimiento energético anual cae a 280 kWh. En latitudes europeas más septentrionales, los rendimientos caen aún más: 175 kWh de rendimiento energético anual en el sur de Inglaterra en las mismas condiciones. [ 34 ]    

Comparación

La eficiencia de conversión de energía se mide dividiendo la potencia eléctrica de salida entre la potencia de la luz incidente. Los factores que influyen en la salida incluyen la distribución espectral, la distribución espacial de la potencia, la temperatura y la carga resistiva. La norma IEC 61215 se utiliza para comparar el rendimiento de las células y está diseñada en torno a condiciones estándar de temperatura (STC): irradiancia de 1  kW/m² , una distribución espectral cercana a la radiación solar a través de AM ( masa de aire ) de 1,5 y una temperatura de la célula de 25  °C. La carga resistiva se varía hasta alcanzar el punto de máxima potencia (MPP). La potencia en este punto se registra como vatios pico (Wp). La misma norma se utiliza para medir la potencia y la eficiencia de los módulos fotovoltaicos.

La masa de aire afecta la producción. En el espacio, donde no hay atmósfera, el espectro del Sol se encuentra relativamente sin filtrar. Sin embargo, en la Tierra, el aire filtra la luz incidente, modificando el espectro solar. El efecto de filtrado varía desde la masa de aire 0 (AM0) en el espacio hasta aproximadamente la masa de aire 1,5 en la Tierra. La eficiencia se obtiene multiplicando las diferencias espectrales por la eficiencia cuántica de la célula solar en cuestión. Las eficiencias terrestres suelen ser mayores que las espaciales. Por ejemplo, una célula solar de silicio en el espacio podría tener una eficiencia del 14 % en AM0, pero del 16 % en la Tierra en AM 1,5. Cabe destacar, sin embargo, que el número de fotones incidentes en el espacio es considerablemente mayor, por lo que la célula solar podría producir mucha más energía en el espacio, a pesar de la menor eficiencia, como lo indica el menor porcentaje de la energía incidente total capturada.

Las eficiencias de las células solares varían desde el 6% para las células solares basadas en silicio amorfo hasta el 44,0% con células de producción de unión múltiple y el 44,4% con múltiples chips ensamblados en un paquete híbrido. [ 35 ] [ 36 ] Las eficiencias de conversión de energía de las células solares de Si multicristalino disponibles comercialmente son de alrededor del 14-19%. [ 37 ] Las células de mayor eficiencia no siempre han sido las más económicas; por ejemplo, una célula de unión múltiple con una eficiencia del 30% basada en materiales exóticos como arseniuro de galio o seleniuro de indio producida en bajo volumen podría costar cien veces más que una célula de silicio amorfo con una eficiencia del 8% en producción en masa, mientras que solo proporciona aproximadamente cuatro veces la producción.

Sin embargo, existe una forma de potenciar la energía solar. Al aumentar la intensidad de la luz, generalmente se incrementan los portadores fotogenerados, lo que aumenta la eficiencia hasta en un 15 %. Estos sistemas, denominados «concentradores », solo han comenzado a ser competitivos en precio gracias al desarrollo de células de GaAs de alta eficiencia. El aumento de intensidad se logra normalmente mediante el uso de óptica de concentración. Un sistema concentrador típico puede utilizar una intensidad lumínica de 6 a 400 veces la del Sol y aumentar la eficiencia de una célula de GaAs de un sol del 31 % (AM 1.5) al 35 %.

Un método común para expresar los costos económicos consiste en calcular el precio por kilovatio-hora (kWh) suministrado. La eficiencia de la célula solar, junto con la irradiación disponible, influye considerablemente en los costos, pero, en general, la eficiencia global del sistema es lo más importante. Las células solares disponibles comercialmente (a fecha de 2006) alcanzaban eficiencias de sistema de entre el 5 % y el 19 %.

Los dispositivos de silicio cristalino sin dopar se están acercando a la eficiencia límite teórica del 29,43 %. [ 38 ] En 2017, se logró una eficiencia del 26,63 % en una celda de heterounión de silicio amorfo/silicio cristalino que coloca los contactos positivos y negativos en la parte posterior de la celda. [ 39 ] [ 40 ]

Recuperación de la energía

El tiempo de recuperación energética es el tiempo necesario para recuperar la energía invertida en la fabricación de un módulo fotovoltaico moderno. Una estimación de 2008 lo sitúa entre 1 y 4  años [ 41 ] [ 42 ], dependiendo del tipo de módulo y la ubicación. Con una vida útil típica de 20 a 30 años, esto significa que las células solares modernas serían productoras netas de energía, es decir, generarían más energía a lo largo de su vida útil que la energía invertida en su producción. [ 41 ] [ 43 ] [ 44 ] En general, las tecnologías de película delgada , a pesar de tener eficiencias de conversión relativamente bajas, logran tiempos de recuperación energética significativamente más cortos que los sistemas convencionales (a menudo < 1  año). [ 45 ]

Un estudio publicado en 2013 encontró que el tiempo de recuperación de energía estaba entre 0,75 y 3,5 años, con las células de película delgada en el extremo inferior y las células de silicio multicristalino (multi-Si) con un tiempo de recuperación de 1,5 a 2,6 años. [ 46 ] Una revisión de 2015 evaluó el tiempo de recuperación de energía y el EROI de la energía solar fotovoltaica. En este metaestudio, que utiliza una insolación de 1700  kWh/m² / año y una vida útil del sistema de 30 años, se encontraron EROI armonizados promedio entre 8,7 y 34,2. El tiempo de recuperación de energía armonizado promedio varió de 1,0 a 4,1 años. [ 47 ] Los dispositivos de silicio cristalino logran en promedio un período de recuperación de energía de 2 años. [ 41 ] [ 48 ]

Como cualquier otra tecnología, la fabricación de células solares depende de la existencia de un complejo sistema de producción industrial global. Este sistema incluye los sistemas de fabricación que suelen tenerse en cuenta en las estimaciones de energía de producción; los sistemas contingentes de minería, refinación y transporte global; y otros sistemas de apoyo que consumen mucha energía, como los sistemas financieros, de información y de seguridad. La dificultad para medir estos costos energéticos introduce cierta incertidumbre en cualquier estimación de los plazos de recuperación de la inversión. [ 49 ]

Métodos técnicos para mejorar la eficiencia

Selección del conductor transparente óptimo

La cara iluminada de algunos tipos de células solares, las de película delgada, tiene una película conductora transparente que permite que la luz penetre en el material activo y recoja los portadores de carga generados. Normalmente, se utilizan películas con alta transmitancia y alta conductancia eléctrica, como óxido de indio y estaño, polímeros conductores o redes de nanocables conductores. Existe una relación inversa entre la alta transmitancia y la conductancia eléctrica, por lo que se debe elegir una densidad óptima de nanocables conductores o una estructura de red conductora para lograr una alta eficiencia. [ 11 ]

Favorecer la dispersión de la luz

Diagrama de los perfiles característicos de mejora del campo eléctrico experimentados en películas fotovoltaicas delgadas (espesor t_PV) con patrones frontales. Dos mecanismos ópticos simultáneos pueden causar atrapamiento de luz : antirreflexión y dispersión; y se pueden distinguir dos regiones espectrales principales para cada mecanismo, en longitudes de onda cortas y largas, lo que da lugar a los 4 tipos de perfiles de mejora de la absorción ilustrados aquí en la región del absorbedor. El parámetro geométrico principal de las estructuras fotónicas que influye en la mejora de la absorción en cada perfil se indica mediante las flechas negras. [ 50 ]

La inclusión de efectos de dispersión de luz en las células solares es una estrategia fotónica para aumentar la absorción de los fotones de luz solar de menor energía (principalmente en el rango del infrarrojo cercano) para los cuales el material fotovoltaico presenta un coeficiente de absorción reducido. Este esquema de captura de luz se logra mediante la desviación de los rayos de luz de la dirección incidente, aumentando así su longitud de trayectoria en el absorbedor de las células. [ 51 ]

Los métodos convencionales para implementar la difusión de la luz se basan en superficies posteriores/frontales texturizadas, pero se han demostrado muchos diseños ópticos alternativos con resultados prometedores basados ​​en rejillas de difracción, matrices de nanopartículas/micropartículas metálicas o dieléctricas, microestructuración óptica ondulatoria, entre otros. [ 52 ] [ 53 ] Cuando se aplican en la parte frontal de los dispositivos, estas estructuras pueden actuar como recubrimientos antirreflectantes geométricos, reduciendo simultáneamente la reflexión de la luz saliente.

Por ejemplo, recubrir la superficie receptora de luz de la célula con nanopartículas metálicas puede aumentar sustancialmente la eficiencia de la célula. La luz se refleja en estas nanopartículas en un ángulo oblicuo con respecto a la célula, aumentando la longitud del recorrido de la luz a través de ella. Esto aumenta la cantidad de fotones absorbidos por la célula y la cantidad de corriente generada. [ 54 ] Los principales materiales utilizados para las nanopartículas son plata , oro y aluminio . El oro y la plata no son muy eficientes, ya que absorben gran parte de la luz en el espectro visible, que contiene la mayor parte de la energía presente en la luz solar, reduciendo la cantidad de luz que llega a la célula. [ 54 ] El aluminio absorbe solo la radiación ultravioleta y refleja tanto la luz visible como la infrarroja, por lo que la pérdida de energía se minimiza. El aluminio puede aumentar la eficiencia de la célula hasta un 22 % (en condiciones de laboratorio). [ 55 ]

Recubrimientos y texturas antirreflectantes

Los recubrimientos antirreflectantes están diseñados para reducir la luz solar reflejada por las células solares, mejorando así la luz transmitida al absorbedor fotovoltaico. [ 56 ] Esto se puede lograr provocando la interferencia destructiva de las ondas de luz reflejadas, como con recubrimientos basados ​​en la composición de la capa frontal (multicapa), y/o mediante la igualación geométrica del índice de refracción causada por la topografía de la superficie, con muchas arquitecturas inspiradas en la naturaleza. [ 57 ]

Por ejemplo, la matriz de pezones, una matriz hexagonal de nanoestructuras cónicas sublongitudinales, se puede observar en la superficie de los ojos de la polilla. [ 57 ] Se informó que la utilización de este tipo de arquitectura superficial minimiza las pérdidas por reflexión en un 25 %, convirtiendo el fotón capturado adicional en un aumento del 12 % en la energía de una celda solar. [ 57 ]

El uso de microestructuras frontales, como las que se logran con texturización u otras características fotónicas, también puede emplearse como método para conseguir antirreflectancia, en la que se altera la superficie de una célula solar de manera que la luz incidente experimente un índice de refracción efectivo que aumenta gradualmente al viajar desde el aire hacia el material fotovoltaico. Estas superficies pueden crearse mediante grabado o litografía. Simultáneamente, promueven efectos de dispersión de la luz que mejoran aún más la absorción, en particular de los fotones de luz solar de mayor longitud de onda. [ 50 ] Añadir una superficie posterior plana además de texturizar la superficie frontal ayuda a atrapar la luz dentro de la célula, proporcionando así una trayectoria óptica más larga.

Enfriamiento radiactivo

Un aumento de aproximadamente 1  °C en la temperatura de la celda solar provoca una disminución de la eficiencia de alrededor del 0,45 %. Para evitarlo, se puede aplicar una capa transparente de cristal de sílice a los paneles solares. Esta capa actúa como un cuerpo negro térmico , que emite calor en forma de radiación infrarroja al espacio, enfriando la celda hasta 13  °C. [ 58 ] El enfriamiento radiativo puede, por lo tanto, prolongar la vida útil de las celdas solares. [ 59 ] La integración completa del sistema de energía solar y enfriamiento radiativo se denomina sistema combinado SE-RC, que ha demostrado una mayor ganancia de energía por unidad de área en comparación con los sistemas no integrados. [ 60 ]

Pasivación de la superficie posterior

La pasivación de la superficie es fundamental para la eficiencia de las células solares. [ 61 ] Se han realizado muchas mejoras en la cara frontal de las células solares producidas en masa, pero la superficie posterior de aluminio está impidiendo las mejoras de eficiencia. [ 62 ] La eficiencia de muchas células solares se ha beneficiado de la creación de las llamadas células de emisor y parte posterior pasivadas (PERC). La deposición química de una pila de capas de pasivación dieléctrica de la superficie posterior que también está hecha de una película delgada de sílice u óxido de aluminio cubierta con una película de nitruro de silicio ayuda a mejorar la eficiencia en las células solares de silicio . Esto ayudó a aumentar la eficiencia de la célula para el material de oblea Cz-Si comercial de poco más del 17% a más del 21% a mediados de la década de 2010, [ 63 ] y la eficiencia de la célula para cuasi-mono-Si a un récord del 19,9%.

Los conceptos de pasivación de la superficie posterior para células solares de silicio también se han implementado para células solares CIGS. [ 64 ] La pasivación de la superficie posterior muestra el potencial para mejorar la eficiencia. Se han utilizado Al 2 O 3 y SiO 2 como materiales de pasivación. Los contactos puntuales de tamaño nanométrico en la capa de Al 2 O 3 [ 65 ] y los contactos lineales en la capa de SiO2 [ 66 ] proporcionan la conexión eléctrica del absorbedor CIGS al electrodo posterior de molibdeno . Los contactos puntuales en la capa de Al 2 O 3 se crean mediante litografía de haz de electrones y los contactos lineales en la capa de SiO 2 se crean mediante fotolitografía . Además, la implementación de las capas de pasivación no cambia la morfología de las capas CIGS.

materiales de película delgada

Aunque no constituyen una estrategia directa para mejorar la eficiencia, los materiales de película delgada muestran un gran potencial para las células solares en términos de bajos costos y adaptabilidad a las estructuras y marcos tecnológicos existentes. [ 67 ] Debido a que los materiales son tan delgados, carecen de la absorción óptica de las células solares de material masivo. Se han demostrado intentos para corregir esto, como esquemas de captura de luz que promueven la dispersión de la luz. [ 68 ] También es importante la recombinación superficial de la película delgada. Dado que este es el proceso de recombinación dominante de las células solares de película delgada a nanoescala, es crucial para su eficiencia. Agregar una capa delgada pasivante de dióxido de silicio podría reducir la recombinación.

células en tándem

Las células solares en tándem combinan dos materiales para aumentar la eficiencia. En 2022 se anunció un dispositivo que combinaba múltiples capas de perovskita con múltiples capas de silicio. Las perovskitas demuestran una notable capacidad para capturar y convertir eficientemente la luz azul, complementando al silicio, que es particularmente hábil para absorber las longitudes de onda rojas e infrarrojas. Esta sinergia única entre las perovskitas y el silicio en las tecnologías de células solares permite una absorción más completa del espectro solar, mejorando la eficiencia y el rendimiento general de los dispositivos fotovoltaicos. La célula alcanzó una eficiencia del 32,5 %. [ 69 ]

Véase también

Referencias

  1. ^ Schygulla, Patricio; Beutel, Paul; Heckelmann, Stefan; Höhn, Oliver; Klitzke, Malta; Schön, Jonas; Oliva, Eduardo; Predán, Félix; Schachtner, Michael; Siefer, Gerald; Helmers, Henning; Dimroth, Frank; Lackner, David (2022). Célula solar de unión cuádruple con  eficiencia de conversión del 47,6 % bajo concentración . Conferencia internacional sobre epitaxia en fase de vapor de metales orgánicos 2022.
  2. ^ Helmers, Henning; Höhn, Oliver; Lackner, David; Schygulla, Patricio; Klitzke, Malta; Schön, Jonas; Pellegrino, Carmín; Oliva, Eduardo; Schachtner, Michael; Beutel, Paul; Heckelmann, Stefan; Predán, Félix; Ohlmann, Jens; Siefer, Gerald; Dimroth, Frank (8 de marzo de 2024). "Avanzar en la eficiencia de conversión de energía solar al 47,6% y explorar la versatilidad espectral de los convertidores de potencia fotónica III-V" . En Freundlich, Alexandre; Hinzer, Karin; Collin, Stéphane; Vendedores, Ian R. (eds.). Física, Simulación e Ingeniería Fotónica de Dispositivos Fotovoltaicos XIII . Procedimientos SPIE. vol. 12881. pág. 1288103. Bibcode : 2024SPIE12881E..03H . doi : 10.1117/12.3000352 . ISBN   978-1-5106-7022-8.
  3. ↑ Ozdemir, Derya (20 de mayo de 2022). "Los científicos acaban de batir el récord de la célula solar de mayor eficiencia" . interestingengineering.com . Consultado el 7 de agosto de 2023 .
  4. ↑ France, Ryan M.; Geisz, John F.; Song, Tao; Olavarria, Waldo; Young, Michelle; Kibbler, Alan; Steiner, Myles A. (18 de mayo de 2022). "Celdas solares de triple unión con una eficiencia terrestre del 39,5 % y espacial del 34,2 % gracias a superredes de pozos cuánticos gruesos". Joule . 6 (5): 1121– 1135. arXiv : 2203.15593 . Bibcode : 2022Joule...6.1121F . doi : 10.1016/j.joule.2022.04.024 . ISSN 2542-4351 . S2CID 247778421 .  
  5. ↑ Ulanoff, Lance (2 de octubre de 2015). "Elon Musk y SolarCity presentan el panel solar 'más eficiente del mundo'" . Mashable . Consultado el 9 de septiembre de 2018 .
  6. ↑ da Silva, Wilson (17 de mayo de 2016). "Se logra un hito en la eficiencia de las células solares" . ScienceDaily . Recuperado el 9 de septiembre de 2018. Una nueva configuración de célula solar desarrollada por ingenieros de la Universidad de Nueva Gales del Sur ha elevado la eficiencia de conversión de luz solar en electricidad al 34,5 %, estableciendo un nuevo récord mundial para la luz solar no enfocada y acercándose a los límites teóricos para este tipo de dispositivo.
  7. ↑ Laboratorio Nacional de Energías Renovables (12 de abril de 2024). "Registros de eficiencia de módulos fotovoltaicos" . Laboratorio Nacional de Energías Renovables . Consultado el 27 de mayo de 2025. Estas eficiencias han sido verificadas por laboratorios de ensayo independientes y reconocidos internacionalmente , como NREL, AIST, JRC-ESTI y Fraunhofer ISE.
  8. ↑ "Módulo SunPower e20" . 25 de julio de 2014. Archivado del original el 1 de julio de 2014. Consultado el 6 de junio de 2014 .
  9. ↑ "Módulo fotovoltaico HIT" (PDF) . Sanyo / Panasonic . Consultado el 25 de noviembre de 2016 .
  10. 1 2 Shahan, Zachary (13 de junio de 2026). "Módulo solar más eficiente del mundo: nuevo récord" . CleanTechnica . Recuperado el 14 de junio de 2026 .
  11. 1 2 3 Kumar, Ankush (3 de enero de 2017). "Predicción de la eficiencia de las células solares basadas en electrodos conductores transparentes". Journal of Applied Physics . 121 (1): 014502. Bibcode : 2017JAP...121a4502K . doi : 10.1063/1.4973117 . ISSN 0021-8979 . 
  12. ↑ "Conceptos básicos de eficiencia de conversión de células fotovoltaicas" . Departamento de Energía de EE . UU. Consultado el 6 de septiembre de 2014 .
  13. ↑ Orcutt, Mike. "Gestión de la luz para aumentar la eficiencia solar" . MIT Technology Review . Archivado del original el 20 de febrero de 2016. Consultado el 14 de marzo de 2018 .
  14. ↑ Geisz, John F.; France, Ryan M.; Schulte, Kevin L.; Steiner, Myles A.; Norman, Andrew G.; Guthrey, Harvey L.; Young, Matthew R.; Song, Tao; Moriarty, Thomas (abril de 2020). "Celdas solares III-V de seis uniones con una eficiencia de conversión del 47,1 % bajo una concentración de 143 soles" . Nature Energy . 5 (4): 326–335 . Bibcode : 2020NatEn...5..326G . doi : 10.1038/ s41560-020-0598-5 . ISSN 2058-7546 . OSTI 1659948. S2CID 216289881 .   
  15. ↑ Shockley William; Queisser Hans J (1961). "Límite de eficiencia de equilibrio detallado de las células solares de unión pn" . Journal of Applied Physics . 32 (3): 510– 519. Bibcode : 1961JAP....32..510S . doi : 10.1063/1.1736034 .{{cite journal}}: CS1 maint: servicio de archivado obsoleto ( enlace )
  16. ↑ Würfel, Peter (1 de abril de 2002). "Limitaciones termodinámicas para la conversión de energía solar" . Physica E: Sistemas de baja dimensión y nanoestructuras . 14 (1): 18–26 . doi : 10.1016/S1386-9477(02)00355-7 . ISSN 1386-9477 . 
  17. ↑ De Vos, A. (1980). "Límite de equilibrio detallado de la eficiencia de las células solares en tándem". Journal of Physics D: Applied Physics . 13 (5): 839– 846. Bibcode : 1980JPhD...13..839D . doi : 10.1088/0022-3727/13/5/018 . S2CID 250782402 . 
  18. ↑ A. De Vos y H. Pauwels (1981). "Sobre el límite termodinámico de la conversión de energía fotovoltaica". Appl. Phys . 25 (2): 119– 125. Bibcode : 1981ApPhy..25..119D . doi : 10.1007/BF00901283 . S2CID 119693148 . 
  19. ↑ Rühle, Sven (8 de febrero de 2016). "Valores tabulados del límite de Shockley-Queisser para células solares de unión simple". Energía solar . 130 : 139–147 . Bibcode : 2016SoEn..130..139R . doi : 10.1016/j.solener.2016.02.015 .
  20. ↑ Cheng-Hsiao Wu y Richard Williams (1983). "Eficiencias límite para dispositivos cuánticos con múltiples brechas de energía". J. Appl. Phys . 54 (11): 6721. Bibcode : 1983JAP....54.6721W . doi : 10.1063/1.331859 .
  21. ↑ Verlinden, Pierre; Evrard, Olivier; Mazy, Emmanuel; Crahay, André (marzo de 1992). "La texturización de la superficie de las células solares: un nuevo método que utiliza ranuras en V con ángulos de pared lateral controlables". Solar Energy Materials and Solar Cells . 26 ( 1–2 ): 71–78 . Bibcode : 1992SEMSC..26...71V . doi : 10.1016/0927-0248(92)90126-A .
  22. 1 2 Kirchartz, Thomas; Rau, Uwe (2018). "¿Qué hace que una célula solar sea buena?" . Advanced Energy Materials . 8 (28) 1703385. Bibcode : 2018AdEnM...803385K . doi : 10.1002/aenm.201703385 . S2CID 103853300 . 
  23. ↑ A. Molki (2010). "El polvo afecta la eficiencia de las células solares". Educación en Física . 45 (5): 456– 458. Bibcode : 2010PhyEd..45..456M . doi : 10.1088/0031-9120/45/5/F03 . S2CID 250818645 . 
  24. 1 2 Kawamoto, Hiroyuki; Guo, Bing (1 de febrero de 2018). "Mejora de un sistema de limpieza electrostática para la eliminación de polvo de paneles solares" . Journal of Electrostatics . 91 : 28–33 . doi : 10.1016/j.elstat.2017.12.002 . ISSN 0304-3886 . 
  25. ↑ "Parte II – Teoría de caracterización de celdas fotovoltaicas IV y código de análisis LabVIEW". Parte II – Teoría de caracterización de celdas fotovoltaicas IV y código de análisis LabVIEW - National Instruments, 10 de mayo de 2012, ni.com/white-paper/7230/en/.
  26. ↑ Jenny Nelson (2003). La física de las células solares . Imperial College Press. ISBN 978-1-86094-340-9.
  27. ↑ Piliougine, M.; Carretero, J.; Mora-López, L.; Sidrach-de-Cardona, M. (2011). "Sistema experimental para la medición de la curva corriente-tensión de módulos fotovoltaicos en condiciones exteriores". Progress in Photovoltaics: Research and Applications . 19 (5). Progress in Photovoltaics: 591– 602. doi : 10.1002/pip.1073 . S2CID 96904811 . 
  28. ↑ Mearns, Euan (20 de octubre de 2015). "Estadísticas vitales de la energía solar fotovoltaica en el Reino Unido" . Energy Matters . Recuperado el 14 de julio de 2021 .
  29. ↑ "Factor de capacidad de la energía solar fotovoltaica a nivel mundial 2020" . Statista . Consultado el 14 de julio de 2021 .
  30. ↑ Elqady, Hesham I.; El-Shazly, AH; Elkady, MF (31 de octubre de 2022). "Estudio paramétrico para la optimización de un disipador de calor de microcanales de doble capa para la gestión térmica de paneles solares" . Scientific Reports . 12 (1): 18278. Bibcode : 2022NatSR..1218278E . doi : 10.1038/ s41598-022-23061-8 . ISSN 2045-2322 . PMC 9622875. PMID 36316376 .   
  31. 1 2 Kannan, Nadarajah; Vakeesan, Divagar (1 de septiembre de 2016). "Energía solar para el mundo del futuro: - Una revisión" . Renewable and Sustainable Energy Reviews . 62 : 1092–1105 . Bibcode : 2016RSERv..62.1092K . doi : 10.1016/j.rser.2016.05.022 . ISSN 1364-0321 . 
  32. ↑ Köberle, Alexandre C.; Gernaat, David EHJ; van Vuuren, Detlef P. (1 de septiembre de 2015). "Evaluación del potencial tecnoeconómico actual y futuro de la energía solar concentrada y la generación de electricidad fotovoltaica" . Energy . 89 : 739–756 . Bibcode : 2015Ene....89..739K . doi : 10.1016/j.energy.2015.05.145 . hdl : 1874/319865 . ISSN 0360-5442 . S2CID 108996432 .  
  33. 1 2 Billy Roberts (20 de octubre de 2008). "Recursos solares fotovoltaicos de los Estados Unidos" . Laboratorio Nacional de Energías Renovables . Recuperado el 11 de mayo de 2026 .
  34. ↑ David JC MacKay . "Energía sostenible: sin rodeos" . inference.org.uk . Consultado el 20 de noviembre de 2017. Energía solar fotovoltaica: datos de una instalación de 25 m² en Cambridgeshire en 2006.
  35. ↑ "Solar Junction bate su propio récord de eficiencia de conversión CPV" . 18 de diciembre de 2013. Consultado el 18 de diciembre de 2013 .
  36. ↑ "Sharp establece un récord mundial de eficiencia en células solares: 44,4 %" . 28 de julio de 2013. Consultado el 28 de julio de 2013 .
  37. ↑ Schultz, O.; Mette, A.; Preu, R.; Glunz, SW (2007). "Celdas solares de silicio con metalización frontal serigrafiada que supera el 19 % de eficiencia" . doi : 10.24406/publica-fhg-356329 . Consultado el 11 de mayo de 2026 .
  38. ↑ A. Richter; M. Hermle; SW Glunz (octubre de 2013). "Reevaluación de la eficiencia límite para células solares de silicio cristalino". IEEE Journal of Photovoltaics . 3 (4): 1184– 1191. doi : 10.1109/JPHOTOV.2013.2270351 . S2CID 6013813 . 
  39. ↑ K. Yoshikawa; H. Kawasaki y W. Yoshida (2017). "Célula solar de heterounión de silicio con contactos posteriores interdigitados para una eficiencia de fotoconversión superior al 26 %". Nature Energy . 2 (5): 17032. Bibcode : 2017NatEn...217032Y . doi : 10.1038/nenergy.2017.32 . S2CID 114171665 . 
  40. ↑ "Se establece un nuevo récord mundial de eficiencia de conversión en una célula solar de silicio cristalino" . 25 de agosto de 2017. Consultado el 15 de marzo de 2018 .
  41. 1 2 3 "¿Cuál es el retorno energético para la energía fotovoltaica?" (PDF) . Diciembre de 2004. Consultado el 20 de diciembre de 2008 .
  42. ↑ M. Ito; K. Kato; K. Komoto; et al. (2008). "Un estudio comparativo sobre el costo y el análisis del ciclo de vida para sistemas fotovoltaicos a gran escala (VLS-PV) de 100 MW en desiertos utilizando módulos de m-Si, a-Si, CdTe y CIS". Progress in Photovoltaics: Research and Applications . 16 : 17–30 . doi : 10.1002/pip.770 . S2CID 97914857 .  
  43. ↑ "Análisis de energía neta para la producción de energía sostenible a partir de células solares basadas en silicio" (PDF) . Consultado el 13 de septiembre de 2011 .
  44. ↑ Corkish, Richard (1997). "¿Pueden las células solares recuperar alguna vez la energía invertida en su fabricación?" . Solar Progress . 18 (2): 16– 17.
  45. ↑ KL Chopra; PD Paulson y V. Dutta (2004). "Celdas solares de película delgada: una visión general. Avances en fotovoltaica". Investigación y aplicaciones . 12 (23): 69– 92. doi : 10.1002/pip.541 . S2CID 39250492 . 
  46. ↑ Peng, Jinqing; Lu, Lin; Yang, Hongxing (2013). "Revisión de la evaluación del ciclo de vida del retorno energético y las emisiones de gases de efecto invernadero de los sistemas fotovoltaicos solares". Renewable and Sustainable Energy Reviews . 19 : 255–274 . Bibcode : 2013RSERv..19..255P . doi : 10.1016/j.rser.2012.11.035 . hdl : 10397/34975 .
  47. ↑ Bhandari, Khagendra P.; Jennifer, M.Collier; Ellingson, Randy J.; Apul, Defne S. (2015). "Tiempo de recuperación energética (EPBT) y retorno energético sobre la energía invertida (EROI) de los sistemas fotovoltaicos solares: una revisión sistemática y metaanálisis". Renewable and Sustainable Energy Reviews . 47 : 133–141 . Bibcode : 2015RSERv..47..133B . doi : 10.1016/j.rser.2015.02.057 .
  48. ↑ "Máxima eficiencia jamás alcanzada en células solares de silicio" . ScienceDaily. 24 de octubre de 2008. Consultado el 9 de diciembre de 2009 .
  49. ↑ Trainer, FE (2007) "Las energías renovables no pueden sostener una sociedad de consumo"
  50. 1 2 Mendes, Manuel J.; Araújo, Andreia; Vicente, Antonio; Aguas, Hugo; Ferreira, Isabel; Fortunato, Elvira; Martins, Rodrigo (1 de agosto de 2016). "Diseño de nanoestructuras esferoidales de onda óptica optimizadas para células solares mejoradas con fotónicas" . Nanoenergía . 26 : 286– 296. Bibcode : 2016NEne...26..286M . doi : 10.1016/j.nanoen.2016.05.038 . ISSN 2211-2855 . 
  51. ↑ Schuster, Christian Stefano; Crupi, Isodiana; Halme, Janne; Koç, Mehmet; Mendes, Manuel João; Peters, Ian Marius; Yerci, Selçuk (2022), Lackner, Maximilian; Sajjadi, Baharak; Chen, Wei-Yin (eds.), «Potenciando la energía fotovoltaica con tecnologías de gestión inteligente de la luz», Manual de mitigación y adaptación al cambio climático , Cham: Springer International Publishing, pp. 1165–1248 , doi : 10.1007/978-3-030-72579-2_112 , ISBN  978-3-030-72579-2{{citation}}: CS1 mantenimiento: parámetro de trabajo con ISBN ( enlace )
  52. ^ Mendes, Manuel J.; Sánchez-Sobrado, Olalla; Haque, Sirazul; Mateus, Tiago; Aguas, Hugo; Fortunato, Elvira; Martins, Rodrigo (1 de enero de 2020), Enriquechi, Francesco; Righini, Giancarlo C. (eds.), "Capítulo nueve: estructuras frontales de onda óptica en células solares de película delgada de silicio y perovskita" , Células solares y gestión de la luz , Elsevier, págs. 315-354 , ISBN  978-0-08-102762-2Consultado el 9 de marzo de 2023.{{citation}}: CS1 mantenimiento: parámetro de trabajo con ISBN ( enlace )
  53. ^ Rubén, Vargas (24 de octubre de 2015). «Intech Solar» . Consultado el 11 de mayo de 2026 .
  54. 1 2 Mukunth, Vasudevan (24 de octubre de 2013). "Mejorando la eficiencia de los paneles solares" . The Hindu . Recuperado el 6 de agosto de 2016 .
  55. ^ Hylton, Nicolás; Li, X.F; Giannini, KH; Lee, Nueva Jersey; Ekins-Daukes, Nueva Jersey; Mira, J.; Vercruysse, D.; Van Dorpe, P.; Sodabanlu, H.; Sugiyama, M.; Maier, SA (7 de octubre de 2013). "Mitigación de pérdidas en células solares plasmónicas: nanopartículas de aluminio para mejoras de fotocorriente de banda ancha en fotodiodos de GaAs" . Informes científicos . 3 : 2874. Código Bib : 2013NatSR...3.2874H . doi : 10.1038/srep02874 . PMC 3791440 . PMID 24096686 .  
  56. ↑ Gee, Justin. "Cómo hacer que los paneles solares sean más eficientes en 2018 | EnergySage". EnergySage Solar News Feed, EnergySage, 19 de septiembre de 2017, news.energysage.com/how-to-make-solar-panels-more-efficient/.
  57. 1 2 3 Raut, Hemant Kumar; Ganesh, V. Anand; Nair, A. Sreekumaran; Ramakrishna, Seeram (2011). "Recubrimientos antirreflectantes: una revisión crítica y exhaustiva" . Energy & Environmental Science . 4 (10): 3779. doi : 10.1039/c1ee01297e . ISSN 1754-5692 . 
  58. ↑ Zhu, Linxiao; Raman, Aaswath P.; Fan, Shanhui (6 de octubre de 2015). "Enfriamiento radiativo de absorbedores solares utilizando un cuerpo negro térmico de cristal fotónico visiblemente transparente" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 112 (40): 12282– 12287. Bibcode : 2015PNAS..11212282Z . doi : 10.1073/pnas.1509453112 . ISSN 0027-8424 . PMC 4603484. PMID 26392542 .   
  59. ↑ Heo, Se-Yeon; Ju Lee, Gil; Song, Young Min (junio de 2022). "Disipación de calor con estructuras fotónicas: enfriamiento radiativo y su potencial" . Journal of Materials Chemistry C. 10 ( 27): 9915–9937 . doi : 10.1039/D2TC00318J . S2CID 249695930 – vía Royal Society of Chemistry. 
  60. ↑ Ahmed, Salman; Li, Zhenpeng; Javed, Muhammad Shahzad; Ma, Tao (septiembre de 2021). "Una revisión sobre la integración del enfriamiento radiativo y la recolección de energía solar" . Materials Today: Energy . 21 100776. Bibcode : 2021MTEne..2100776A . doi : 10.1016/j.mtener.2021.100776 – vía Elsevier Science Direct.
  61. ↑ Black, Lachlan E. (2016). Nuevas perspectivas sobre la pasivación de superficies: comprensión de la interfaz Si-Al2O3 (PDF) . Springer. ISBN 978-3-319-32521-7.
  62. ↑ "Tecnología de pasivación de la superficie posterior para células solares de silicio cristalino: un proceso versátil para la producción en masa". Ieee, IEEE, 2012, www.osapublishing.org/DirectPDFAccess/F1E0036E-C63D-5F6F-EA52FF38B5D1786D_270075/oe-21-S6-A1065.pdf?da=1&id=270075&seq=0&mobile=no.
  63. ↑ Black, Lachlan E. (2016). Nuevas perspectivas sobre la pasivación de superficies: comprensión de la interfaz Si-Al2O3 (PDF) . Springer. págs. 1–2 . ISBN  978-3-319-32521-7.
  64. ↑ Vermang, Bart; Wätjen, Jörn Timo; Fjällström, Viktor; Rostvall, Fredrik; Edoff, Marika; Kotipalli, Ratan; Henry, Frederic; Flandre, Denis (2014). "Empleo de la tecnología de células solares de Si para aumentar la eficiencia de las células solares ultradelgadas de Cu(In, Ga)Se2" . Progress in Photovoltaics: Research and Applications . 22 (10): 1023– 1029. doi : 10.1002/pip.2527 . PMC 4540152. PMID 26300619 .  
  65. ^ Bosé, S.; Cunha, JMV; Bormé, J.; Chen, WC; Nilsson, NS; Teixeira, JP; Gaspar, J.; Leitão, JP; Edoff, M.; Fernández, PA; Salomé, PMP (2019). "Un estudio morfológico y electrónico de células solares de Cu (In, Ga) Se2 pasivadas traseras ultrafinas" . Películas sólidas delgadas . 671 : 77– 84. Código bibliográfico : 2019TSF...671...77B . doi : 10.1016/j.tsf.2018.12.028 . hdl : 10773/30445 . S2CID 139582764 . 
  66. ^ Bosé, Sourav; Cunha, José MV; Suresh, Sunil; De Wild, Jessica; Lopes, Tomás S.; Barbosa, João RS; Silva, Ricardo; Borme, Jérôme; Fernández, Paulo A.; Vermang, Bart; Salomé, Pedro MP (2018). "Patrones de litografía óptica de capas de SiO2 para la pasivación de la interfaz de células solares de película delgada" . RRL Solar . 2 (12) 1800212. doi : 10.1002/solr.201800212 . hdl : 10773/30564 . S2CID 139388117 . 
  67. ↑ Da, Yun y Yimin Xuan. "El papel de la recombinación superficial en la eficiencia de las células solares de película delgada nanoestructuradas". Osapublishing, 2013, www.osapublishing.org/DirectPDFAccess/F1E0036E-C63D-5F6F-EA52FF38B5D1786D_270075/oe-21-S6-A1065
  68. ^ Mendes, Manuel J.; Haque, Sirazul; Sánchez-Sobrado, Olalla; Araújo, Andreia; Aguas, Hugo; Fortunato, Elvira; Martins, Rodrigo (25 de mayo de 2018). "Ultraadelgazamiento óptimo de células solares con captura de luz nanofotónica de banda ancha" . iCiencia . 3 : 238– 254. Bibcode : 2018iSci....3..238M . doi : 10.1016/j.isci.2018.04.018 . ISSN 2589-0042 . PMC 6137392 . PMID 30428324 .   
  69. ↑ Irving, Michael (20 de diciembre de 2022). "El avance en las células solares en tándem de perovskita/silicio bate el récord de eficiencia" . New Atlas . Consultado el 11 de mayo de 2026 .
  • "¿Cómo podemos aumentar la eficiencia de los paneles solares? "