La startup 1366 Technologies, con sede en Lexington, Massachussets, ha anunciado unas mejoras en la manufactura de las células solares convencionales que podrían incrementar de forma significativa la eficiencia de las células de silicio multicristalino y reducir el coste de la energía solar alrededor de un 20 por ciento.

Una reducción de costes como esta haría que la energía solar fuese más competitiva con las fuentes de electricidad convencionales. En los entornos soleados, esto podría reducir el coste de la energía solar a alrededor de 15 ó 16 centavos por kilovatio hora, afirma Craig Lund, director de desarrollo de negocio de 1366 Technologies. Una cifra así resulta más barata que las fuentes convencionales de electricidad, especialmente aquellas utilizadas durante las horas punta de demanda eléctrica.

1366 Technologies ha desarrollado tres procesos que se pueden incorporar a las cadenas de manufactura de células solares existentes para mejorar la eficiencia de la célula. Se ha demostrado que estas tecnologías se pueden utilizar para producir células solares multicristalinas que son un 18 por ciento más eficientes a la hora de convertir la luz solar en electricidad. El estándar de la industria actual para este tipo de células es del 15 al 16 por ciento, según Jooki Song, socio de Photon Consulting, con sede en Boston, Massachussets, aunque hay informes que señalan grados de eficiencia más altos. La compañía ha logrado demostrar la nueva tecnología con anterioridad, pero sólo con células muy pequeñas y experimentales en laboratorio. Lo que acaba de hacer es fabricar células solares a tamaño completo utilizando el tipo de equipamiento que se una en la manufactura a gran escala.

El rasgo principal de las tecnologías de esta startup, no obstante, no están en la eficiencia conseguida sino en el bajo coste que supone alcanzar ese grado de eficiencia. Lund afirma que los nuevos procesos sólo añaden unos pocos centavos por vatio al coste de la fabricación de las células solares, pero que la inversión conduce a unos ahorros mucho mayores en lo que es el producto final. La mejora de la cantidad de potencia que es capaz de generar cada célula hace que bajen los precios de los materiales, los costes de la manufactura de los módulos solares (en donde las células se ensamblan para formar los paneles solares), y los costes de instalación. Finalmente, señala Lund, el coste de un panel solar instalado se verá reducido entre 50 y 80 centavos por vatio.

Los nuevos procesos, que han sido inventados por Emmanuel Sachs, el director tecnológico de la compañía y profesor de ingeniería mecánica en MIT, incrementan la cantidad de luz que las células solares son capaces de absorber.

En las células de silicio normales, los electrones generados en el silicio deben salir del material para producir una corriente eléctrica, viajando en primer lugar a la capa superior del silicio y después a lo largo de dicha capa hasta unos finos cables de plata llamados “dedos”. Depués, los dedos conducen los electrones a unas barras colectoras, dos o tres bandas de plata de tamaño prominente que se pueden observar en la superficie de la mayoría de las células solares de silicio. Estas bandas proyectan su sombra sobre el silicio que está debajo de ellas, reduciendo la cantidad de luz que las células son capaces de absorber.

El primer y novedoso proceso desarrollado por 1366 Technologies produce unas barras colectoras con ranuras que evitan que la luz se refleje y se aleje del panel solar. En vez de eso, las ranuras hacen que la luz se redirija a lo largo del cristal por encima del panel solar. Después, esa luz puede ser absorbida por las áreas no ensombrecidas de la célula solar.

El segundo proceso mejora los dedos conductores de electrones de la célula. Aunque estas líneas plateadas son mucho más estrechas que las barras colectoras, son más numerosas en cuanto a cantidad, y entre todas logran ensombrecer una porción importante del total del silicio. Sachs ha desarrollado un proceso para fabricar líneas mucho más estrechas sin sacrificar su conductividad. En vez de utilizar tecnologías convencionales  de impresión serigráfica, el proceso se basa en la grabación de agujeros dentro de la superficie del silicio para después depositar partículas de silicio en los huecos. Después se añade metal a estar partículas mediante un proceso de deposición electrolítica para así construir los dedos. Los huecos hacen que las líneas sean estrechas pero permite que la plata esté apilada a una altura relativamente alta, con lo que se logra mantener la conductividad. Normalmente las barras colectoras y los dedos ensombrecen un 9 por ciento de la superficie de la célula, afirma 1366 Technologies, aunque con los nuevos procesos de la compañía este porcentaje de sombra se reduce a un 2 por ciento. Se han dado otros intentos por crear técnicas para reducir la sombra, aunque todos han acabado siendo demasiado caros.

El tercer proceso logra disminuir la cantidad de luz que se refleja en la superficie del silicio de la célula mediante la aplicación de una textura a dicha superficie. Este es un método que ya han puesto en práctica otras compañías, sin embargo la textura se aplica con un patrón constante que logra crear menos área de superficie que los otros métodos. El área de superficie resulta problemática en las células solares, puesto que a menudo los electrones se ven atrapados en la superficie de los materiales, afirma Sachs.

Puesto que los procesos de 1366 Technologies se pueden incorporar en las cadenas de manufactura actuales, podrían ser adoptados por los fabricantes de células solares de forma rápida y económica, señala Sachs. La compañía está trabajando para reducir aún más el ancho de los dedos de plata y mejorar la textura, con el objetivo de alcanzar una eficiencia del 19 por ciento.