Recientemente me encontré con una publicación de noticias sobre células solares (el enlace se encuentra a continuación).
Dice que "los investigadores de Empa y Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology han establecido un nuevo récord de eficiencia de conversión del 20,4% para las células solares de película delgada".
Me gustaría saber por qué la eficiencia alcanzable de las células solares es un valor tan bajo.
La respuesta es bastante sencilla. Si tiene un intervalo de banda de 1.12eV que se traduce en fotones de aproximadamente 1.1 um de longitud de onda. Para los fotones, la energía es \ $ E = \ frac {hc} {\ lambda} \ $ con h = constante de planck, C = velocidad de la luz y \ $ {\ lambda} \ $ = longitud de onda.
El espectro del sol en la superficie de la Tierra se extiende desde 2u hasta 400 nm, y los fotones de 400 nm tienen mucha más energía. Cuando el fotón golpea el sustrato de Si, genera corriente. Si un fotón tiene suficiente energía para crear electrones libres en el Si, entonces la corriente fluirá. En el caso de Si necesitas longitudes de onda más cortas que ~ 1.1u. Si el fotón transporta energía extra (es decir, tiene una longitud de onda más corta), esa energía no se convierte en electrones adicionales o energía de electrones. Simplemente entra en calor ya que solo puede generar un electrón (en el mejor de los casos) por fotón.
Las células fotovoltaicas de mayor eficiencia utilizan pilas de material con diferentes energías de intervalo de banda para recolectar las diferentes longitudes de onda.
Los avances recientes en eficiencia se han centrado en hacer que la luz entre la subestación a través de los recubrimientos AR y la minimización de las capas de bloqueo.
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