Las filas de paneles solares azules que salpican paisajes y tejados suelen estar hechas de silicio cristalino, el semiconductor de caballo de batalla que se encuentra en prácticamente todos los dispositivos electrónicos.

Durante la ultima decada, Los investigadores de la Universidad Estatal de Colorado han dirigido estudios pioneros para mejorar el rendimiento y el costo de la energía solar mediante la fabricación y prueba de nuevos materiales que se extienden más allá de las capacidades del silicio. Se han centrado en un material que parece prometedor para reemplazar el silicio, llamado telururo de cadmio.

En colaboración con socios de la Universidad de Loughborough en el Reino Unido, Investigadores del Centro Fotovoltaico de Próxima Generación de la Fundación Nacional de Ciencias de CSU han informado de un avance clave en cómo el rendimiento de las células solares de película delgada de telururo de cadmio se mejora aún más mediante la adición de otro material, selenio. Sus resultados fueron publicados en la revista Energía de la naturaleza a principios de este mes y son el tema de un artículo de "Noticias y opiniones".

"Nuestro artículo va directo a la comprensión fundamental de lo que sucede cuando aleamos selenio a telururo de cadmio, "dijo Kurt Barth, director del Centro Fotovoltaico de Próxima Generación y profesor asociado de investigación en el Departamento de Ingeniería Mecánica.

Hasta ahora, No se entendió bien por qué la adición de selenio ha registrado una eficiencia récord de las células solares de telururo de cadmio (la relación entre la producción de energía y la entrada de luz) de poco más del 22 por ciento. Junto con los colaboradores de CSU, W.S. Sampath y Amit Munshi, Barth y un equipo internacional han resuelto ese misterio. Sus experimentos revelaron que el selenio supera los efectos de los defectos a escala atómica en los cristales de telururo de cadmio, proporcionando un nuevo camino para más electricidad generada por energía solar menos costosa.

Las películas delgadas de telururo de cadmio que el equipo de CSU fabrica en el laboratorio utilizan 100 veces menos material que los paneles solares de silicio convencionales. Por tanto, son más fáciles de fabricar, y absorben la luz solar casi en la longitud de onda ideal. La electricidad producida por células fotovoltaicas de telururo de cadmio es la de menor costo disponible en la industria solar. socavando las fuentes basadas en combustibles fósiles en muchas regiones del mundo.

Según el periódico, los electrones generados cuando la luz solar incide en el panel solar tratado con selenio tienen menos probabilidades de quedar atrapados y perderse en los defectos del material, ubicado en los límites entre los granos de cristal a medida que se cultivan. Esto aumenta la cantidad de energía extraída de cada celda solar. Trabajar con materiales fabricados en CSU mediante métodos avanzados de deposición, el equipo descubrió este comportamiento inesperado midiendo la cantidad de luz que emiten los paneles que contienen selenio.

Como el selenio no se distribuye uniformemente en los paneles, compararon la luminiscencia emitida desde áreas donde había poco o ningún selenio presente y áreas donde el selenio estaba muy concentrado.

"Un buen material de células solares que no tiene defectos es muy eficiente para emitir luz, y así brilla intensamente, "dijo Tom Fiducia, autor principal del artículo y un Ph.D. estudiante de la Universidad de Loughborough, trabajando con el profesor Michael Walls. "Es sorprendentemente obvio cuando ves los datos de que las regiones ricas en selenio tienen una luminiscencia mucho más brillante que el telururo de cadmio puro, y el efecto es notablemente fuerte ".