Nuevo método para evaluar la eficiencia de celdas solares con cámaras de consumo

Un equipo de investigadores de la Universidad de Stuttgart, el Centro de Investigación Jülich y Solarzentrum Stuttgart ha presentado un método para evaluar la eficiencia de las celdas solares mediante cámaras digitales de consumo convenientemente modificadas. La técnica, detallada en un informe publicado en The Journal of Applied Physics y referenciado por Hackster.io, aborda la necesidad de una cuantificación precisa de la eficiencia de estos dispositivos, ya sea en la fase de fabricación o tras su instalación en campo.

Actualmente, la medición de la eficiencia cuántica luminiscente de las celdas solares se realiza con sistemas de cámaras de laboratorio, que implican una inversión económica considerable. El enfoque propuesto por el equipo de investigación permite sustituir estos costosos equipos. La modificación consiste en retirar el filtro de infrarrojos interno de una cámara comercial y reemplazarlo por un filtro de paso largo externo, habilitando así la visión en el espectro infrarrojo.

Jürgen Werner, coautor del trabajo, subraya la capacidad de las imágenes de electroluminiscencia para ir más allá de la mera detección visual. Según Werner, con un modelo físico de cámara y una calibración adecuados, las imágenes pueden proporcionar la eficiencia cuántica luminiscente absoluta y, por lo tanto, información precisa sobre la calidad local de una celda o módulo solar. Este proceso demuestra que una cámara de consumo, pese a su coste inferior, es capaz de ofrecer resultados cuantitativos fiables si su respuesta física se modela y calibra correctamente.

La técnica no solo es relevante para la evaluación de celdas nuevas, sino también para aquellas que llevan tiempo en operación. Los investigadores planean aplicar la cámara calibrada para determinar las eficiencias cuánticas y voltajes de circuito abierto de otras celdas y módulos solares aún no caracterizados. Además, anticipan que el mismo modelo podría ser aplicable a mediciones de fotoluminiscencia y, potencialmente, a mediciones realizadas bajo luz diurna.

Una imagen de electroluminiscencia contiene mucha más información cuantitativa que simplemente mostrar regiones claras y oscuras. Con un modelo físico de cámara y una calibración adecuados, puede proporcionar la eficiencia cuántica luminiscente absoluta y, por lo tanto, información sobre la calidad local de una celda o módulo solar. Nuestro enfoque muestra que incluso una cámara de consumo relativamente económica puede proporcionar resultados cuantitativos cuando su respuesta física se modela y calibra correctamente.

Jürgen Werner, coautor del trabajo