Micromorfo

El término "micromorfo" es una combinación de las palabras "microcristalino" y "amorfo". Se utiliza para un tipo de célula solar de película delgada multijunción basada en silicio .

Las células micromorfas son células solares de película delgada basadas en una arquitectura de unión múltiple , que consiste en dos células solares apiladas una encima de la otra. Mientras que la delgada célula superior de silicio amorfo absorbe la luz azul, la célula inferior de silicio microcristalino, más gruesa , absorbe la luz roja y la infrarroja cercana, lo que permite que esta denominada célula en tándem cubra un rango más amplio del espectro solar .

Dado que las brechas de banda del silicio amorfo (1,7  eV) y del silicio microcristalino (1,1  eV) son adecuadas para las células solares en tándem, el límite de Shockley-Queisser de esta célula permite eficiencias de conversión superiores al 30 %. En realidad, este límite no se puede alcanzar y las eficiencias estables típicas rondan el 9 % (récord mundial: 11,7 %). Esto supera con creces las eficiencias estables de las células solares de silicio de película delgada de unión simple, que se sitúan en torno al 6 %. Una de las razones del bajo coste de las células solares de silicio de película delgada es su reducido espesor (2  μm) en comparación con la oblea de silicio (200  μm). En el rango de longitud de onda rojo e infrarrojo, 2  μm de silicio no son suficientes para absorber toda la luz y, por lo tanto, se requiere la captura de luz.

La ventaja del enfoque micromorfo radica en que mantiene bajo el espesor de la celda superior amorfa. Esto reduce el efecto de degradación inducida por la luz ( efecto Staebler-Wronski ). En las celdas multijunción, las celdas superior e inferior deben producir la misma corriente. Sin embargo, la celda superior está limitada por el efecto Staebler-Wronski , por lo que se requiere la captura de luz y un reflector intermedio para mantener bajo el espesor de la celda superior al tiempo que se aumenta su corriente.

El reflector intermedio es una capa (IRL) de óxido de zinc (reflector intermedio de ZnO: ZIR) u óxido de silicio (reflector intermedio de SiOx: SOIR) ubicada entre la celda superior e inferior. Debido a su menor índice de refracción, de aproximadamente 2 en comparación con el silicio circundante (4), la luz se refleja de vuelta a la celda superior. Esto aumenta la corriente de la celda superior de aproximadamente 10  mA/cm² ^a 12  mA/cm² ^, pero reduce la corriente de la celda inferior en la misma cantidad.

Esta palabra artificial fue mencionada por primera vez en una publicación científica del grupo de investigación de la Universidad de Neuchâtel del Prof. Arvind Shah por el autor J. Meier en el año 1995, ^{[ 1 ]} pero se basa en una larga investigación pionera de varios autores y de varios años. Para una lista detallada de publicaciones, consulte los sitios web de publicaciones de los dos grupos de investigación principales en http://pvlab.epfl.ch y en https://web.archive.org/web/20110222142422/http://www.fz-juelich.de/ief/ief-5/publicger/

Años más tarde, otros grupos de investigación europeos, japoneses y estadounidenses comenzaron a realizar actividades de investigación en el campo de la mejora de la eficiencia de conversión de las células solares de silicio de película delgada utilizando el concepto de célula solar apilada , denominando al dispositivo micromorfo célula solar "híbrida" o al absorbedor de silicio microcristalino "nanocristalino" o incluso "policristalino".

Recientemente se ha afirmado que la palabra «micromorfo» pertenece a un fabricante de equipos para herramientas de recubrimiento de silicio, pero en un fallo de patentes, esta afirmación no ha sido aceptada por las oficinas de patentes europeas . ^{[ 2 ]}

• TEL Solar (antiguo Oerlikon solar)

• Presentación con imágenes informativas y estado actual de la producción industrial: http://www.swisslaser.net/libraries.files/UlrichKrollOerlikon.pdf