Las células solares con contactos de cobre lograron una eficiencia superior a las de referencia con contactos de plata.
- Uso de solo 1,4 mg de plata por Watt pico (Wp).
- Sustitución de plata por cobre en parte del frontal y totalmente en la parte trasera.
- Eficiencia superior a las células solares tradicionales con plata.
- Uso de impresión por serigrafía con mallas ultrafinas de hasta 17 μm.
- Proyecto liderado por Fraunhofer ISE y Meyer Burger, financiado por el BMWK
- Tecnología clave para producir energía solar sostenible a gran escala.
Silicio-Heterounión: Una revolución con mínimo uso de plata
El desarrollo de nuevas células solares de silicio con heterounión (SHJ) por parte del instituto Fraunhofer ISE marca un avance clave en la sostenibilidad de la energía fotovoltaica. Se ha logrado fabricar células con solo 1,4 miligramos de plata por Watt pico (Wp), lo que representa apenas el 10 % del estándar industrial actual.
Este logro se basa en la sustitución parcial del uso de plata en la parte frontal y total en la parte trasera por cobre, un material más abundante y económico. La metalización por serigrafía optimizada permitió imprimir contactos conductores extremadamente finos, mejorando incluso la eficiencia eléctrica de las células comparadas con las convencionales.
El reto del consumo de plata en la energía solar
Actualmente, la industria fotovoltaica consume el 32 % del total mundial de plata utilizada de forma industrial. Si se quiere escalar la producción fotovoltaica a nivel multi-teravatio, esta dependencia de un metal escaso como la plata representa una barrera crítica.
Estudios estiman que, para mantener un equilibrio sostenible, el consumo máximo aceptable de plata debería ser de 2 mg/Wp. El equipo del Fraunhofer ISE no solo alcanzó este objetivo, sino que lo superó considerablemente.
Cómo lo lograron: tecnología de precisión
Gracias al proyecto colaborativo «HIT», financiado por el Ministerio de Economía y Protección Climática de Alemania (BMWK), y con la participación de Meyer Burger, se utilizaron herramientas como el simulador GridMaster para optimizar tanto la composición de las pastas metálicas como la configuración de los tamices de impresión.
Un aspecto destacado es el uso de mallas ultrafinas con aperturas de solo 17 micrómetros, más delgadas que un cabello humano, lo que permitió una impresión precisa y con mínimo uso de metal conductor. Esta innovación técnica minimiza pérdidas eléctricas y materiales, aumentando el rendimiento general de las células.
Potencial de esta tecnología
Este avance no solo mejora la eficiencia energética, también tiene un impacto ambiental profundo:
- Reduce la demanda global de plata, un recurso no renovable con alto coste ambiental en su extracción.
- Permite una expansión fotovoltaica más asequible, crucial para países en desarrollo.
- Fortalece la resiliencia de la cadena de suministro al depender de materiales más abundantes como el cobre.
- Contribuye directamente a los objetivos de descarbonización y a la transición hacia una economía baja en carbono.
Este tipo de innovación es esencial para construir un sistema energético que sea no solo renovable, sino también económica y ecológicamente viable a largo plazo.
Vía Silizium-Heterojunction-Solarzellen mit Rekordeinsparung an Silber realisiert – Fraunhofer ISE
