Oxford PV, un especialista en fotovoltaica de perovskita, y el Fraunhofer Institute for Solar Energy Research (Fraunhofer ISE) en Alemania han presentado conjuntamente un nuevo prototipo de módulo que combina las células tándem de perovskita-silicio de Oxford PV con la tecnología de interconexión matricial en tejas de Fraunhofer.

El nuevo producto se presentará oficialmente en la próxima feria Intersolar Europe en Múnich. Ambas organizaciones afirmaron que ambos módulos prototipo alcanzan una eficiencia de conversión en toda el área del 25.6%.

Stefan Glunz, jefe de la división fotovoltaica en Fraunhofer ISE, explicó que en el nuevo diseño, las células tándem de Oxford PV se cortan en formas similares a tejas, se interconectan usando adhesivo conductor y luego se encapsulan. El módulo tándem completo emplea una estructura de doble vidrio con sellado en los bordes para proteger las células de perovskita sensibles a la humedad.

"Estamos encantados de poder integrar dos soluciones de alta tecnología de Europa en este módulo fotovoltaico", añadió Glunz.

Ed Crossland, Director de Tecnología de Oxford PV, enfatizó la complementariedad de las dos tecnologías. "Nuestra tecnología tándem es altamente compatible con la tecnología de interconexión en tejas", dijo. "Debido a que las células solares de perovskita-silicio tienen una densidad de corriente más baja, las células pueden cortarse en tiras más anchas, mejorando así la eficiencia de producción." Él explicó además que las células tándem tienen un voltaje de circuito abierto más alto y mayor eficiencia de conversión en comparación con las células de silicio tradicionales; la corriente se comparte entre dos capas de subcélulas, lo que resulta en una corriente de operación global más baja. Una menor densidad de corriente reduce eficazmente las pérdidas por resistencia interna dentro del módulo.

"Mientras tanto, la interconexión en tejas matricial utiliza adhesivo conductor, un proceso de baja temperatura que elimina por completo la necesidad de barras colectoras de cobre", añadió Crossland. Reducir el uso de componentes de cobre disminuye los costes de fabricación y alivia el estrés estructural interno dentro del módulo.

El nuevo diseño se ha aplicado a dos módulos prototipo: un 491W "sistema solar residencial en tejados con un área de 1.92㎡; y un 546W "panel solar bifacial de alta potencia con un área de 2.13㎡. Ambos módulos lograron una eficiencia de conversión del 25.6% en toda su área.

Crossland afirmó que el diseño estructural de este módulo prototipo es totalmente compatible con la producción en masa.

"La tecnología de células HyPERcell de Oxford PV es compatible con múltiples métodos de interconexión. Nuestras ofertas actuales tienen una eficiencia del 25% y una vida útil de diez años, pero con mejoras continuas en las tecnologías de fabricación de células y módulos, independientemente del diseño del módulo, esperamos alcanzar una eficiencia del 27% y una vida útil de veinte años para 2027. Este año lanzaremos un producto con una eficiencia del 26%," dijo.

Los módulos tándem, que combinan tecnologías fotovoltaicas de perovskita y basadas en silicio, son ampliamente considerados como el próximo gran salto en la hoja de ruta de la tecnología solar. Añadir una capa de perovskita a las células de silicio puede mejorar significativamente la eficiencia de conversión, superando los límites teóricos de las células de silicio puras. Oxford PV ha sido líder en el desarrollo de la tecnología tándem y está impulsando su comercialización a través de su planta piloto de producción en Brandenburg am Havel, Alemania.

La tecnología de matrices en tejas de Fraunhofer utiliza adhesivos conductores para conectar célula solar tiras de manera solapada y escalonada similar a las tejas de un tejado. Esto logra una cobertura completa de la superficie del módulo y tiene una alta tolerancia al sombreado parcial. Fraunhofer afirmó que esta disposición matricial permite que la corriente evite las áreas sombreadas, lo que podría duplicar la generación de energía en comparación con los módulos fotovoltaicos conectados de forma convencional, dependiendo del grado de sombreado.

Estos dos nuevos "módulos fotovoltaicos son el resultado del proyecto de investigación "HoTSun" financiado por el Ministerio Federal de Asuntos Económicos y Energía de Alemania. Se exhibirán pronto en Múnich.