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  • Los investigadores refutan las suposiciones de hace 20 años sobre la producción de células solares

    Imagen microscópica del absorbedor de células solares de un grano (blanco y negro) y el análisis químico correspondiente que muestra la concentración de galio (naranja) e indio (violeta). Crédito:Universidad de Luxemburgo

    La investigación dirigida por la Universidad de Luxemburgo investigó el proceso de fabricación de células solares. Los investigadores demostraron que las suposiciones sobre los procesos químicos que eran comunes entre los investigadores y productores durante los últimos 20 años son, De hecho, incorrecto.

    Los físicos publicaron sus hallazgos en la reconocida revista científica Comunicaciones de la naturaleza .

    Optimización de la eficiencia de los paneles solares

    Los paneles solares fotovoltaicos convierten la luz solar en energía eléctrica. Los paneles absorben la luz entrante que excita los electrones enviándolos en una dirección predefinida para generar una corriente eléctrica que puede impulsar motores o encender una bombilla. Esto funciona mediante la interacción de varias capas de semiconductores y metales en el panel solar. Las células se fabrican en un proceso complejo en el que se depositan varios elementos químicos sobre un sustrato de vidrio, típicamente por evaporación. De este modo, una célula solar "crece", capa por capa.

    En el pasado, Los científicos descubrieron por accidente que la eficiencia de un tipo de tecnología de células solares mejora enormemente si agregan sodio a la capa absorbente de luz. Al mismo tiempo, observaron que el sodio impacta el crecimiento de esta capa y la interacción de los otros elementos químicos, es decir, inhibe la mezcla de galio e indio. Esto conduce a capas menos homogéneas y, por lo tanto, perjudica los resultados. Por lo tanto, en el pasado, Los científicos y fabricantes creían que la forma ideal de producir una célula solar era agregar sodio solo después de que concluyera el proceso de crecimiento.

    El papel del sodio en el proceso de fabricación.

    Al utilizar un enfoque diferente, investigadores de la Unidad de Investigación en Física y Ciencia de los Materiales de la Universidad de Luxemburgo, junto con cuatro socios internacionales, Ahora pudimos demostrar que la verdad tiene más matices. Aunque convencionalmente la capa absorbente de luz está formada por miles de granos individuales, el grupo de investigación eligió una estrategia de fabricación más exigente y cultivó la capa como un solo grano. "Esencialmente, En este trabajo mostramos que si el absorbedor está hecho de un solo grano, añadir una pequeña cantidad de sodio ayuda a homogeneizar la distribución de los elementos, "dijo Diego Colombara, ahora investigadora Marie Curie en el Laboratorio Ibérico Internacional de Nanotecnología e investigadora principal del estudio. "Esto es muy sorprendente, porque más de 20 años de investigaciones previas han demostrado consistentemente el efecto contrario en absorbentes hechos de muchos granos ".

    La conclusión de los investigadores es que el sodio tiene un doble efecto:homogeneiza los elementos dentro de cada grano pero ralentiza la homogeneización en la interacción entre los granos. "Esto nos da la oportunidad de repensar cómo producimos las células solares. En el futuro, estos conocimientos pueden conducir a mejoras en el proceso de fabricación, "concluyó el Dr. Phillip Dale, jefe del grupo de investigación del Laboratorio de Materiales Energéticos de la Universidad de Luxemburgo y miembro de Attract del Fondo Nacional de Investigación de Luxemburgo (FNR).


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