Hacer de las células solares una alternativa competitiva a otras fuentes de energía renovable, los investigadores están investigando diferentes alternativas. Un paso en la dirección correcta es a través de nuevos procesos que cambian las superficies de las células solares de silicio. Al crear diferentes nanoestructuras en las superficies, se pueden mejorar las propiedades de recolección de energía de las células solares.
En el marco del proyecto de investigación financiado con fondos europeos N2P (Nano To Production), los investigadores trabajan en superficies nanoestructuradas de células solares. En el Instituto Fraunhofer de Dresde, Alemania, Los investigadores se han centrado en el desarrollo de procesos de grabado químico con plasma a presión atmosférica (AP-PCE). Esta tecnología es una alternativa al enfoque de procesamiento químico húmedo, utilizado en la industria solar. Las ventajas de AP-PCE sobre la tecnología de grabado basada en el procesamiento químico húmedo son, por ejemplo, reducción de residuos químicos, rentabilidad y manejo reducido. AP-PCE se utiliza para modificar las superficies de las obleas solares de silicio cristalino hasta la nanoescala. Los investigadores han logrado una mejora del uno por ciento en la eficiencia de las células solares, del 16 al 17 por ciento, haciendo que la superficie trasera sea muy lisa.
Dentro del proyecto de investigación N2P, los científicos de la Ecole Polytechnique Federale de Lausanne (EPFL) en Neuchatel, Suiza, en cambio, están trabajando para mejorar diferentes células solares, las células solares de silicio de película delgada. En la actualidad, estas células solares solo pueden recolectar alrededor del siete por ciento de la luz solar, que es aproximadamente un 40 por ciento menos eficiente en comparación con las células de silicio de oblea convencionales. Sin embargo, Las células solares de película fina son más baratas y ecológicas porque su producción requiere menos tiempo. material y energía. Los investigadores en Suiza están cambiando la estructura de vidrio superior de la celda solar, depositando una capa de cristales nanométricos de un óxido conductor transparente (TCO) sobre el vidrio. Esta capa da un efecto de alta dispersión y el haz de luz genera más electrones cuando viaja una distancia más larga a través de la celda. que mejora la absorción de luz de la célula. Los investigadores han logrado un aumento del 30 por ciento en la eficiencia en comparación con las células solares de película delgada estándar.
Otro proceso que podría aumentar la eficiencia de las células solares de silicio de película delgada, mediante el cambio de las estructuras de la superficie, incluye irradiación láser pulsada ultrarrápida. Investigadores del Instituto de Tecnología de Fabricación de Singapur han demostrado que esta irradiación crea un patrón de nanopicos en la superficie de silicio que reduce la reflexión de la luz desde la superficie. Por tanto, se absorberá más luz.
Los nuevos procesos que crean superficies nanoestructuradas están mejorando sustancialmente la eficiencia de las células solares. Con menores costos de fabricación en el futuro, el interés en las inversiones en células solares puede aumentar de manera impresionante.
