El atrapamiento de la luz aumenta la eficiencia de las celdas solares flexibles basadas en láminas delgadas.
El proyecto DIELECTRIC PV (Advanced light trapping with dielectric micro-particle self-assembled arrays for low-cost and high-performance thin film solar cells), financiado por la Unión Europea, desarrolló una nueva técnica para mejorar el atrapamiento de la luz en celdas solares de Si basadas en láminas delgadas, utilizando organizaciones periódicas de micropartículas dieléctricas (DMP) resonantes. El objetivo principal de la iniciativa fue obtener prototipos de celdas con mayor eficiencia de conversión de la luz del sol en electricidad mediante la acción de matrices de DMP incorporadas en el contacto superior transparente. Los investigadores realizaron modelos por ordenador utilizando software de cálculo numérico de diferencias finitas en dominio de tiempo con el fin de determinar las condiciones óptimas para obtener elementos fotónicos a base de materiales dieléctricos con el mejor rendimiento posible. También analizaron con detalle los mecanismos físicos que causan estos elementos, que mejoran de forma notable la absorción de la luz en dispositivos fotovoltaicos (PV) en láminas delgadas. También se estudiaron estructuras fotónicas adicionales basadas en nanopartículas metálicas plasmónicas y se mostró que permitían atrapar luz con longitudes de onda más largas (en el rango del infrarrojo medio). El proyecto DIELECTRIC PV demostró estrategias de atrapamiento de la luz muy prometedoras, de bajo coste y compatibles con los procesos industriales, que podrían potenciar de forma importante la absorción óptica en cualquier tipo de material utilizado para celdas solares delgadas, lo cual aumentaría la eficiencia y permitiría reducir el grosor de las celdas. Dispositivos PV ópticamente más gruesos pero físicamente más delgados también implican procesos de fabricación más económicos y rápidos, así como una mayor flexibilidad, todo ello esencial para la fabricación de bobina a bobina y la aplicación sobre sustratos flexibles, como papel o polímeros. Esto puede dar lugar a productos orientados a los consumidores, como envases inteligentes alimentados con energía solar, PV para llevar puestos, electrónica portátil, PV integrados en edificios e Internet de las cosas alimentada con luz. El avance tecnológico que representa DIELECTRIC PV para las celdas solares basadas en láminas delgadas ayudará a la industria europea a recuperar su posición de liderazgo con productos nuevos asequibles destinados al mercado global y, a la vez, promover la inversión y la generación de empleo en Europa.
Palabras clave
Atrapamiento de la luz, celdas solares mejoradas fotónicamente, lámina delgada, silicio, micropartículas dieléctricas, DIELECTRIC PV
