En un hito para la industria fotovoltaica, el Instituto Fraunhofer de Sistemas de Energía Solar (ISE) ha desarrollado células solares de heterounión de silicio (SHJ) que utilizan solo 1,4 miligramos de plata por vatio pico, una décima parte del consumo estándar actual en la producción industrial.

Este avance responde a la necesidad urgente de reducir el uso de plata, dado que en 2024 la industria fotovoltaica ya representaba el 32% del consumo mundial de este metal precioso. Para garantizar la sostenibilidad a largo plazo y escalar la producción fotovoltaica a niveles de varios teravatios, se había fijado un objetivo de 2 miligramos de plata por vatio pico. Fraunhofer ISE no solo alcanzó esta meta, sino que la superó ampliamente.

El equipo logró este resultado reemplazando parcialmente la plata en la pasta metalizadora del anverso de las células y totalmente en el reverso, utilizando cobre. Además, implementaron un proceso de impresión optimizado que permitió contactos metálicos extremadamente finos. Como resultado, las células solares no solo redujeron drásticamente su dependencia de la plata, sino que también alcanzaron un rendimiento superior al de las células de referencia completamente metalizadas con plata.

"Gracias a la combinación equilibrada de una pasta de plata y cobre en la parte frontal y una pasta de cobre puro en la parte trasera, junto con un proceso de impresión de líneas finas optimizado, hemos fabricado células solares SHJ altamente eficientes con un mínimo consumo de plata", explicó Sebastian Pingel, investigador del Fraunhofer ISE. "Incluso logramos una mayor eficiencia que las células de referencia."

El proyecto forma parte del consorcio "HIT – Formas innovadoras y de alta calidad para la metalización de células solares SHJ", financiado por el Ministerio Federal de Economía y Protección Climática (BMWK) y con la participación del fabricante Meyer Burger Germany GmbH.

El equipo también utilizó su herramienta de simulación "GridMaster" para optimizar las composiciones de las pastas y las configuraciones de las mallas de impresión. “Las mallas ultrafinas desempeñaron un papel tan crucial como la pasta metalizadora misma para lograr un uso eficiente de la plata”, señaló Andreas Lorenz, líder del proyecto. El resultado: una metalización frontal con líneas de solo 17 micrómetros, más delgadas que un cabello humano.

El público podrá ver esta innovadora célula solar principalmente metalizada con cobre en la feria The Smarter E / Intersolar en Múnich, del 7 al 9 de mayo de 2025, en el stand del Fraunhofer ISE (Halle A1).