Tras haber desarrollado en 2008 una célula de doble unión con una eficiencia del 32,6% a 1000 soles, que supuso el récord del mundo para una célula de doble unión, el grupo de investigación español ha centrado sus esfuerzos en la fabricación de células solares de concentración de triple unión ajustadas en red para ultra altas concentraciones (por encima de 1000 soles).
Los dispositivos desarrollados tienen un área activa de 1 mm2 e incorporan tres subcélulas de GaInP, GaInAs y Ge. La célula medida presenta una eficiencia máxima del 39.2% a una concentración de 398 soles y es superior al 37% a 1000 soles.
Ha sido fabricada íntegramente en el IES-UPM con un reactor epitaxial de MOVPE (Metal Organic Vapour Phase Epitaxy). La estructura semiconductora incluye una unión túnel basada en GaInP/AlGaAs entre la célula de GaInP y la de GaInAs que es capaz de trabajar a concentraciones superiores a 15.000 soles. Además, la célula de GaInP está hecha con un material desordenado realizado mediante el uso de antimonio durante el crecimiento epitaxial.
La célula de triple unión está siendo optimizada con un software desarrollado y patentado por el mismo grupo con la intención de alcanzar eficiencias superiores al 42% en un futuro próximo.
El diseño de células solares que trabajen a concentraciones mayores de 1000 soles ha sido tradicionalmente una seña de identidad del Grupo de Semiconductores III-V como estrategia para alcanzar precios competitivos de la electricidad de origen fotovoltaico. Además de esto, también es recomendable que las células trabajen eficientemente a ultra altas concentraciones para evitar efectos indeseados en su funcionamiento, debido a la desuniformidad de la iluminación producida por los concentradores ópticos reales en las células.
Los investigadores el IES también llevan a cabo el análisis de fiabilidad de este tipo de células mediante ensayos de envejecimiento acelerado y pertenecen al Comité IEC (International Electrotechnical Commission) que está desarrollando el estándar de certificación de las células solares de concentración.
El trabajo conducente a la eficiencia del 39,2% ha sido financiado por el Ministerio de Economía y Competitividad y la Comunidad de Madrid mediante diversos proyectos y programas de investigación.
