Un nuevo proceso para fabricar paneles de CdTe más baratos

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Un equipo de investigación de la Universidad del Estado de Washington, en Estados Unidos, afirma haber desarrollado un nuevo proceso de fabricación para producir paneles fotovoltaicos de teluro de cadmio (CdTe) que resulta un 45% más barato que los estándares actuales de la industria.

El nuevo proceso, concebido en asociación con el Laboratorio Nacional de Energías Renovables (NREL) del Departamento de Energía de los Estados Unidos y la empresa tecnológica Nious Technologies, Inc. se describe en el artículo “CdTe synthesis and crystal growth using the high-pressure Bridgman technique, publicado en el Journal of Crystal Growth y en el sitio web de ScienceDirect.

Los científicos afirman que, a través de este nuevo proceso, se pueden producir rápidamente grandes cantidades de material de CdTe de alta pureza con propiedades eléctricas más fuertes. Los cristales de CdTe se cultivan en un horno Bridgman de alta presión, que es una especie de horno industrial utilizado para el crecimiento de cristales y la solidificación direccional de lingotes policristalinos.

Adición de dopantes

Los investigadores explicaron que el entorno de alta presión del horno descarta la posibilidad de que se produzcan explosiones, al tiempo que permite a los fabricantes añadir fácilmente una alta concentración de dopantes durante el propio proceso, lo que mejora el rendimiento del material cristalino. “Los dopantes altamente volátiles pueden ser incorporados eficientemente en el CdTe fundido cultivado a alta presión”, declaró el equipo de investigación.

Los científicos añadieron arsénico como dopante para esta investigación, y destacaron que en un proceso similar también se puede utilizar el fósforo. “La adición de los dopantes altamente volátiles durante el proceso de fabricación de la materia prima también elimina la necesidad de doparse después de la deposición de la película, lo que puede causar problemas de no uniformidad”, dijo el coautor de la investigación, Tawfeeq Al-Hamdi.

Una técnica escalable

El equipo de investigación especificó que, a 80 atmósferas de presión, los dopantes pueden ser fácilmente introducidos en el material sin que se evaporen del cristal o escapen del sistema. Explicó además que la síntesis de materia prima de CdTe altamente dopada para aplicaciones fotovoltaicas de capa delgada que demuestra una incorporación efectiva de dopantes del grupo V, como el antimonio y el arsénico, puede lograrse a velocidades de crecimiento de ~500 mm/hr.

Se crearon cristales de 1,2 kg de tamaño en el laboratorio. No obstante, los investigadores afirman que la técnica es escalable a grandes volúmenes, y que el proceso puede permitir la producción de cristales de hasta 20 kg.