Investigadores de A*Star han desarrollado una técnica para fabricar células solares más económicas

Las células solares de silicio han mejorado su eficacia a lo largo de los últimos años y ahora son capaces de convertir en electricidad hasta el 25 % de la luz del sol. No obstante, para fabricar obleas de silicio que deben ser de aproximadamente 300 micras de grosor para absorber toda la luz solar que las alcanza se necesitan temperaturas de 1.200 grados Celsius, un procedimiento que implica un coste considerable.

El telururo, una alternativa al silicio más económica, es un material muy tóxico y se sabe que provoca cáncer.

Estas circunstancias llevaron a Goutam Dalapati y otros compañeros del instituto de Investigación de Materiales e Ingeniería de Singapur A*STAR a investigar un compuesto de sulfuro-estañato de cobre y cinc (CZTS) que reúne las propiedades ópticas y eléctricas necesarias en las células solares y está hecho de materiales no tóxicos y fácilmente disponibles más baratos de procesar que el silicio.

“CZTS es un compuesto semiconductor con un coeficiente de absorción más alto que el del silicio”, afirma Dalapati, “así es posible absorber más luz visible y producir más electricidad que el silicio y puede usarse para aplicaciones en la gran escala, como tejados y granjas solares”.

Las células solares fabricadas con CZTS tiene potencial para alcanzar una eficiencia de hasta el 30 %, afirma el investigador. Debe ser, no obstante, de alta calidad, una película fina de CZTS sin impurezas, y requieren un material compatible para la capa interfaz que se colocan por debajo del CZTS que ayuda a recoger la carga eléctrica.

Las capas finas de CZTS se crean con un método denominado pulverización catódica (también conocida por su nombre en inglés, sputtering) cuaternaria, donde solo se usa una capa de CZTS para la deposición de la película.

Este método ofrece varias ventajas frente a otras formas de deposición, entre ellas se cuentan la perfecta uniformidad en superficies muy grandes y su baja toxicidad.

“La composición y las propiedades estructurales de la capa de CZTS dependen del proceso de deposición y de sulfurización”, explica Dalapati. “Usando la pulverización catódica en un solo paso hemos creado una capa delgada con una composición uniforme y superficie suave, lo que limita la formación de defectos y es un procedimiento muy fácil de reproducir”.

 

Frederic Brown