Una invención de 2011 realizada por investigadores de la Universidad de Aalto ha pasado del concepto a la realidad. Hace solo unos años, los investigadores obtuvieron la eficiencia récord del 22% en el laboratorio para células solares nanoestructuradas utilizando la deposición de capas atómicas. y ahora con la ayuda de socios industriales y la colaboración europea conjunta, los primeros módulos prototipo se han fabricado en una línea de producción industrial.

"Nuestro momento no podría haber sido mejor" el prof. Hele Savin, quien dirigió la investigación, se alegró de contarlo. En efecto, 2018 se denomina comúnmente el "Año del silicio negro" debido a su rápida expansión en la industria fotovoltaica (PV). Ha permitido el uso de aserrado con hilo diamantado en silicio multicristalino, lo que reduce los costos y el impacto ambiental. Sin embargo, Todavía hay mucho margen de mejora, ya que el silicio negro actual utilizado en la industria consta de nanoestructuras poco profundas que producen propiedades ópticas subóptimas y requieren un recubrimiento antirreflejos separado.

El enfoque de Aalto consiste en utilizar nanoestructuras profundas en forma de aguja para crear una superficie ópticamente perfecta que elimina la necesidad de recubrimientos antirreflejos. Su producción industrial, sin embargo, no fue una tarea fácil. "Nos preocupaba que una estructura tan frágil no sobreviviera a la producción en masa de varios pasos, debido a un manejo brusco por parte de robots o al laminado del módulo ".

Afortunadamente, se demostró que las preocupaciones no eran un problema. Las celdas y los módulos estaban realmente negros cuando salieron de la producción y no tenían signos de daños. El mejor módulo fue la producción de energía con más del 20% de eficiencia. Además de excelentes propiedades ópticas, los investigadores se sorprendieron positivamente de que sus células negras tuvieran beneficios adicionales inesperados, como una alta tolerancia a las impurezas y una estabilidad a largo plazo mucho mejor en comparación con las células de referencia estándar de la industria.

¿Qué tan cara es la tecnología de silicio negro? "Las preguntas relacionadas con el análisis tecnoeconómico siempre son difíciles, especialmente para científicos de materiales como nosotros. Afortunadamente, recibimos ayuda de personas con experiencia relacionada ". Savin responde. Los socios del proyecto proporcionaron datos al profesor Joshua Pearce de la Universidad Tecnológica de Michigan, cuyos cálculos preliminares indican que si bien las nanoestructuras profundas son caras de fabricar, el mayor rendimiento del producto final podría equilibrar los costes totales, p.ej. debido a una menor cantidad de pasos del proceso.