Científicos de UNSW han superado el 10 % de eficiencia en una célula solar CZTS. La célula, de 1,11 cm² representa la primera vez que se ha logrado tal eficiencia en la escala de centímetros. El récord mundial de una célula CZTS se estableció en el 12,6 % por el productor de película delgada japonés Solar Frontier en 2013. Esto, sin embargo, se logró utilizando una célula que mide solo 0,4 cm².
El grupo de investigación que batió el récord, dirigido por el becario de Ciencias de UNSW, Xiaojing Hao, también posee el récord de eficiencia para un dispositivo CZTS de “tamaño completo”, con un 7,6 %.
Las células solares Cu2ZnSnS4 con más del 10 % de eficiencia de conversión se han ensamblado con un procedimiento especial de heterounión publicado en la revista Nature Energy, usando un tratamiento térmico que reduce la recombinación en la célula y aumenta la eficiencia.
Aunque su eficiencia está muy por debajo de los productos solares comerciales actuales, CZTS es un material popular para los investigadores que buscan crear nuevos conceptos de células altamente eficientes y flexibles gracias al uso de materiales baratos, abundantes y no tóxicos.
CZTS en celdas en tándem
Los investigadores de UNSW señalan que, cuando se logre aumentar la eficiencia, CZTS ofrecerá varias ventajas sobre las actuales tecnologías fotovoltaicas de película delgada, eliminando la dependencia de materiales raros y costosos como el indio o sustancias tóxicas como el cadmio. Las células también podrían ser adecuadas para aplicaciones flexibles, así como para células en tándem.
“El material relacionado con CZTS tiene la posibilidad de ser utilizado en una celda tándem con silicio, ya que su ancho de banda permite su aleación con otros elementos que no con compatibles con células tándem convencionales”, dice el Dr. Xiaojing. “El requisito previo clave para tal desarrollo es que debemos lograr que la eficiencia de CZTS supere el 20 por ciento para que podamos ver una eficiencia energética total de más del 30 por ciento”.
La Dra. Xiaojing planea buscar fondos para un proyecto que investiga la tecnología CZTS a fines de año, y cree que su equipo está en camino de lograr eficiencias mayores. También está trabajando en un proyecto con el profesor de UNSW Martin Green, investigando materiales similares como candidatos para células tándem con silicio. “Para cada cambio de eficiencia, necesitamos una tecnología que cambie los pasos”, agrega el Dr. Xiaojing. “Con CZTS, todavía hay muchas cosas que no sabemos. Desentrañar estas incógnitas es la aventura más emocionante”.
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