Investigadors del Departament d'Enginyeria Electrònica de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) han obtingut una eficiència energètica rècord d'un 22 % amb la creació de cèl·lules solars de silici que incorporen un tractament de superfície anomenat black silicon (silici negre) a la part frontal de la cèl·lula. Aquesta tècnica nanoestructura la superfície mitjançant un atac químic sec donant lloc a petites puntes còniques de mesura nanomètrica.
La incorporació del black silicon permet disminuir pràcticament a zero les pèrdues d'energia per reflectància de la cèl·lula solar, la qual cosa n'augmenta sensiblement el rendiment gairebé un 4 % respecte a les cèl·lules solars tradicionals. De fet, el nom de black silicon ve donat perquè, a primera vista, la superfície tractada es veu de color negre (no reflecteix llum), en contraposició al color blau de les cèl·lules estàndards. Aquesta millora extra d'eficiència permetria, per exemple, alimentar per ella mateixa el consum energètic diari equivalent al que consumeix un frigorífic, considerant un sistema fotovoltaic format per 5 m2 de panells.
Les cèl·lules solars són l'element principal de les plaques solars que s'instal·len per captar la radiació solar i produir-ne electricitat. Habitualment, per aconseguir que reflecteixin el menys possible i perdre part d'aquesta energia, les cèl·lules solars es texturitzen amb un bany alcalí formant una superfície rugosa amb piràmides distribuïdes de forma aleatòria. Aquesta tècnica, però, impedeix que les cèl·lules siguin primes ja que es consumeix una part important de silici en el procés. Contràriament, el black silicon permet utilitzar cèl·lules de silici molt fines abaratint el cost de producció i estalviar l'ús de silici.
Un altre dels avantatges aconseguit pels investigadors de la UPC juntament amb la Universitat de Aalto (Finlàndia) és que, atesa la capacitat de les cèl·lules negres per captar la radiació solar des d'angles més baixos, es pot generar més electricitat durant més hores al llarg del dia en comparació a les cèl·lules tradicionals. En països com Finlàndia aquest tret és molt important ja que el sol brilla des d'un angle baix la major part de l'any i han pogut demostrar que les cèl·lules fetes amb black silicon generen més electricitat que les cèl·lules tradicionals de la mateixa eficiència.
Segons l'investigador de la UPC Pablo Ortega, "en un termini d'uns tres o quatre anys seria factible aplicar el black silicon a la indústria de les plaques solars i al mercat".
Més informació:
Article Black silicon solar cells with interdigitated back-contacts achieve 22.1% efficiency, publicat a la a la revista digital Nature Nanotechnology.
