Científicos de la Universidad Tecnológica de Tallin (Estonia) intentan sustituir el cobre por plata en el material absorbente de las células solares a base de kesterita, que es uno de los candidatos más prometedores para la absorción de luz y liderar el desarrollo de la próxima generación de células solares de capa fina.
Los investigadores afirman haber desarrollado una tecnología de polvo monograno para la producción de la kesterita. Dijeron que su método es menos costoso que las tecnologías de evaporación al vacío o sputtering utilizadas en la producción de células solares de película delgada, que requieren equipos de producción más caros.
Con la tecnología de crecimiento de polvo, que consiste en calentar los componentes químicos en un horno de cámara especial a 750 grados durante cuatro días, los investigadores han podido obtener microcristales únicos que pueden formar células solares en miniatura conectadas en paralelo en un módulo grande, que luego se cubre con una capa de amortiguación ultrafina.
Las células solares obtenidas son ligeras, flexibles, menos costosas y respetuosas con el medio ambiente. “Hemos llegado a un punto en nuestro desarrollo en el que la sustitución parcial del cobre por plata en los materiales absorbentes de kesterita puede aumentar la eficiencia en un 2%”, dijo la investigadora Marit Kauk-Kuusik.
Kauk-Kuusik añadió que la sustitución del 1% de cobre por plata elevó la eficiencia de las células solares de capa monograno del 6,6% al 8,7%. “Esto se debe a que el cobre es altamente móvil en su naturaleza, causando una eficiencia inestable de las células solares”, dijo.
Los resultados de la investigación fuerondetallados en “The effect of Ag alloying of Cu2(Zn,Cd)SnS4 on the monograin powder properties and solar cell performance”, que fue publicado en el Journal of Materials Chemistry A.
En agosto de 2018, investigadores australianos lograron una eficiencia del 10% para una celda basada en sulfuro de estaño y cobre-zinc, o kesterita de sulfuro, en agosto de 2018. El récord mundial de estas células es del 12,6%, alcanzado por el productor japonés de capa fina Solar Frontier en 2013.
El año pasado, investigadores del Helmholtz-Zentrum Berlin en Alemania revelaron que estaban tratando de reemplazar el estaño con germanio en el desarrollo de células solares de kesterita.
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