Científicos de la Universidad Islámica de Bangladesh han diseñado una célula solar de telururo de cadmio (CdTe) que supuestamente puede alcanzar un alto nivel de absorción de fotones.
Para simular y modelar el rendimiento de la célula solar, los investigadores utilizaron el software de capacitancia de células solares SCAPS-1D, una herramienta de simulación de células solares de película fina desarrollada por la Universidad de Gante (Bélgica).
El diseño de la célula solar consta de una capa ventana de óxido de zinc (ZnO) y óxido conductor transparente (TCO), una capa tampón de sulfuro de cadmio (CdS), un absorbedor de CdTe, una capa de transporte de huecos reflejados por electrones (ER-HTL) basada en óxido cuproso (Cu2O) y materiales de contacto superior/superior y posterior de aluminio (Al) y níquel (Ni).
En la configuración de célula propuesta, tanto el contacto superior/superior de AI como el contacto posterior de Ni proporcionan una conexión eléctrica de baja resistencia y la capa ventana de ZnO, que reduce la reflexión de la luz, sirve como capa TCO, aumentando así la eficiencia de la célula. Los contactos metálicos posteriores actúan como electrodos encargados de recoger y transferir al circuito externo los electrones generados por la capa absorbente.
“Para lograr el mejor rendimiento, se recomienda fijar en 10 cm3 las densidades tanto del aceptor como del donante para las capas absorbente y tampón”, subrayan los científicos. “Estas densidades pueden alcanzarse con un grosor de la ventana y la capa tampón de 100 nm y un grosor de la capa absorbente de 2500 nm”.
Simulado en condiciones de iluminación estándar, el dispositivo fotovoltaico alcanzó una eficiencia de conversión de potencia del 31,82%, una tensión de circuito abierto de 1,4811 V, una corriente de cortocircuito de 28,682434 mA/cm2 y un factor de llenado del 74,91%.
“Este nivel de eficiencia fotovoltaica supera con creces el de otros informes de investigación”, declaró el grupo. “Además, la estructura propuesta exhibe un alto nivel de absorción de fotones, con casi un 100 % de eficiencia cuántica en longitudes de onda visibles”.
El diseño de la célula solar se presentó en el estudio “Effect of various layers on improving the photovoltaic efficiency of Al/ZnO/CdS/CdTe/Cu2O/Ni solar cells” (Efecto de varias capas en la mejora de la eficiencia fotovoltaica de las células solares Al/ZnO/CdS/CdTe/Cu2O/Ni), publicado en la revista Journal of Alloys and Metallurgical Systems.
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