Micromorfo

El acrónimo micromorfo es una combinación de las palabras microcristalino y amorfo. Se utiliza para un tipo de célula solar de película fina multiunión basada en silicio .

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

Dado que las bandas prohibidas 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 la realidad, este límite no se puede alcanzar y las eficiencias estables típicas son de alrededor del 9 % (récord mundial del 11,7 %). Esto está muy por encima de las eficiencias estables de las células solares de silicio de película fina de unión simple, que son de alrededor del 6 %. Una razón de los bajos costes de las células solares de película fina de silicio es su espesor muy bajo (2 μm) en comparación con las obleas de silicio (200 μm). En el rango de longitud de onda del rojo y el infrarrojo, 2 μm de silicio no son suficientes para absorber toda la luz y, por lo tanto, se necesita "atrapar la luz".

La ventaja del enfoque micromorfo es que mantiene bajo el espesor de la celda superior amorfa. Esto reduce el efecto de degradación inducido por la luz ( efecto Staebler-Wronski ). En celdas multiunión, la celda superior y la inferior tienen que producir la misma corriente. Pero la celda superior está limitada por el efecto Staebler-Wronski y, por lo tanto, se necesita un atrapamiento de luz y un reflector intermedio para mantener bajo el espesor de la celda superior mientras se aumenta su corriente.

El reflector intermedio es una capa (IRL) de óxido de cinc (reflector intermedio de ZnO: ZIR) u óxido de silicio (reflector intermedio de SiOx: SOIR) entre la celda superior y la inferior. Debido a su índice de refracción más bajo, de alrededor de 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 alrededor de 10  mA/cm ² a 12  mA/cm ² , pero reduce la corriente de la celda inferior en una cantidad equivalente.

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 obtener una lista detallada de publicaciones, consulte el sitio web de publicaciones de los dos principales grupos de investigación 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 iniciaron actividades de investigación en el campo de la mejora de la eficiencia de conversión de células solares de silicio de película delgada utilizando el concepto de células solares apiladas, denominando al dispositivo micromorfo célula solar "híbrida" o denominando al absorbente de silicio microcristalino "nanocristalino" o incluso silicio "policristalino".

Recientemente se ha reivindicado que la palabra «micromorfo» pertenece a un fabricante de equipos de herramientas de revestimiento de silicio, pero en una sentencia de patentes, esta reivindicación 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