Una célula solar CIGS con una película de óxido de zinc dopada con aluminio alcanza una eficiencia del 9,53%

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Un equipo internacional de investigación ha diseñado una celda solar de diseleniuro de cobre, indio y galio (CIGSe) basada en una película ultrafina de óxido de zinc dopado con aluminio (AZO) con fuerte resistencia a la lámina.

“Empleamos un método de deposición de baja potencia para producir las estructuras bicapa de AZO e i-ZnO/AZO utilizadas en la célula”, explicó a pv magazine Ganesh Regmi, autor correspondiente de la investigación. “Con esta técnica se pretende evitar el aumento de la temperatura del sustrato, que podría provocar efectos adversos como la implantación de átomos en la capa de sulfuro de cadmio (CdS) y posibles cortocircuitos”.

Los científicos afirmaron que esta técnica elimina la necesidad de un tratamiento posterior a la deposición, una práctica habitual en los métodos convencionales que puede afectar negativamente a la integridad de las capas de la célula solar. “En las células solares tradicionales de película fina de CIGS de alta eficiencia, se suele emplear una capa de ZnO relativamente gruesa, de 200-300 nm, como capa ventana”, explicó Regmi. “Sin embargo, este enfoque restringe la flexibilidad de las células solares, haciéndolas inadecuadas para ciertas aplicaciones”.

El grupo construyó la célula con una monocapa de molibdeno (Mo), el absorbedor CIGSe, una capa tampón de sulfuro de cadmio (CdS), una capa ventana de óxido de zinc (i-ZnO) y una película de óxido de zinc (ZnO). El dispositivo alcanzó una eficiencia de conversión de potencia del 9,53%, una tensión de circuito abierto de 530 mV, una densidad de corriente de cortocircuito de 27,34 mA/cm2 y un factor de llenado del 65,78%.

Los investigadores afirmaron que las películas AZO presentaban una buena transmitancia y una morfología bien cristalina, así como una notable conductividad eléctrica. “Este resultado valida la aplicación satisfactoria de los métodos propuestos y demuestra la viabilidad potencial de este enfoque”, declaró Regmi.

Describen el dispositivo en el estudio “Aluminum-doped zinc oxide (AZO) ultra-thin films deposited by radio frequency sputtering for flexible Cu(In,Ga)Se2solar cells” (Películas ultrafinas de óxido de zinc dopado con aluminio (AZO) depositadas mediante sputtering por radiofrecuencia para células solares flexibles de Cu(In,Ga)Se2), publicado en Memories – Materials, Devices, Circuits and Systems. En el grupo participan científicos del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional (Cinvestav) de México y de la Universidad Tribhuvan de Nepal.

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