La metalización galvánica de las células solares es ideal para conseguir un flujo de corriente eficiente a altas potencias eléctricas. El proceso abre así nuevas posibilidades para las células solares de silicio clásicas y, en particular, para las células solares de aplicaciones especiales, como las células de potencia láser, que se utilizan para la transmisión inalámbrica de energía.
Los investigadores del Fraunhofer ISE de Friburgo han logrado depositar pistas conductoras reforzadas galvánicamente en dichas células de energía láser. Esto se hizo directamente a partir de una solución química en una máscara de pintura. Se produjeron dedos de contacto con una altura de 15 µm, lo que supone unas cinco veces la altura de los dedos convencionales. Como resultado, se pueden disipar corrientes más altas casi sin pérdidas.
Las células solares suelen generar una corriente elevada a un voltaje comparativamente bajo. Por tanto, la disipación sin pérdidas de la corriente generada por la luz incidente es especialmente importante para lograr una alta eficiencia. Esto se aplica cada vez más a las células solares que están muy iluminadas, porque la corriente aumenta proporcionalmente con la intensidad de la irradiación, pero las pérdidas de resistencia aumentan cuadráticamente con la corriente. Esto se aplica, por un lado, a las células solares III-V bajo incidencia concentrada de luz y, por otro, a las llamadas células de potencia láser, que se utilizan para la transmisión inalámbrica de energía. En estas aplicaciones "power-by-light", la luz láser de alta intensidad se utiliza para transmitir energía y se convierte de nuevo en energía eléctrica en el receptor mediante una célula fotovoltaica.
"La metalización galvánica es una opción tecnológica muy interesante para nuestras células de energía láser"
"La metalización galvánica es una opción tecnológica muy interesante para nuestras células de energía láser", afirma Henning Helmers, Jefe Adjunto del Departamento de Tecnología Fotovoltaica y de Concentradores III-V del Fraunhofer ISE. Incluso cuando se irradian con una potencia láser de 62,6 vatios, las células sólo presentan pérdidas moderadas de resistencia debido al transporte de corriente en la metalización. Con una eficiencia de la célula bajo luz láser del 57-61 %, dependiendo de la irradiación, el equipo de investigación fue capaz de alcanzar potencias eléctricas de más de 35 vatios a partir de un área de tan sólo 1 cm2. "En el futuro, esta tecnología permitirá alcanzar potencias mucho mayores. Con un diseño adaptado con una estructura de células apiladas, también es posible lograr transferencias de potencia de cientos de vatios. Esto significa que en el futuro podrán desarrollarse otras aplicaciones con mayores requisitos de potencia para la transmisión de potencia óptica", afirma Helmers.
"La galvanización de las células de potencia láser funciona sin dificultad y muy rápidamente una vez que se ha desarrollado un diseño adecuado", afirma el director del proyecto, Jonas Bartsch. El proceso permite crear capas compactas de metales altamente conductores, como el cobre o la plata, con velocidades de crecimiento muy elevadas, del orden de varios micrómetros por minuto. Se pueden producir fácilmente capas de 50 µm o más de grosor. Al mismo tiempo, el proceso funciona a baja temperatura, lo que reduce los costes. Al tratarse de una técnica de fabricación aditiva, a diferencia de otros procesos de metalización, sólo se necesita la cantidad de metal que realmente se deposita. Esto optimiza el uso necesario de recursos.
