Vista ampliada de una sección transversal del compuesto Cu2ZnSn (S, Se) 4.
(PhysOrg.com) - Las células solares podrían hacer que los combustibles fósiles sean prácticamente redundantes si fueran más baratos, pero su uso de elementos raros y procesos de fabricación complejos los encarece. Ahora IBM Research ha desarrollado un prototipo de célula solar que resuelve ambos problemas, usando común, elementos económicos y utilizando un proceso de fabricación económico. Su artículo se publica en el Materiales avanzados diario.
Las nuevas células fotovoltaicas se conocen como células "kesterita", que se producen utilizando una tecnología de impresión en la que una solución que contiene nanopartículas se reviste por centrifugación sobre un sustrato de vidrio. Según IBM, su eficiencia es cercana a la de las células solares establecidas.
El investigador de IBM David Mitzi, quien también es gerente del departamento de ciencia y tecnología fotovoltaica de la empresa, dijeron que querían reducir el costo y utilizar elementos más abundantes para las células fotovoltaicas de película delgada. La tecnología actual utiliza los elementos raros indio y telurio. El indio es particularmente escaso porque también se utiliza en la fabricación de transistores transparentes y tiene una gran demanda para los sistemas de visualización de pantalla plana. Por el contrario, las células de kesterita de IBM utilizan los elementos comunes estaño (Sn), zinc (Zn), cobre (Cu), selenio (Se), y azufre (S).
Las nuevas células solares también son más baratas de fabricar, utilizando una técnica de "impresión" que utiliza una solución de hidracina que contiene cobre y estaño con nanopartículas de zinc dispersas en su interior. A continuación, la solución se reviste por centrifugación y se trata térmicamente en presencia de selenio o vapor de azufre. Este proceso es mucho más económico que el proceso de fabricación tradicional, que utiliza una costosa técnica basada en el vacío.
Dispositivo de células solares de IBM.
Un equipo del Colegio Nacional de Tecnología de Nagaoka en Japón produjo una celda de kesterita de película delgada en 2009, que tuvo una eficiencia del 6,8 por ciento. La celda de kesterita de IBM ha aumentado la eficiencia en un 40 por ciento. Mitzi dijo que planean aumentar la eficiencia por encima del 11 por ciento, que es igual o mejor que las células solares tradicionales.
Las células solares aportan menos del 0,1% del suministro eléctrico de la Tierra en este momento, en gran parte debido a su costo y la rareza de sus elementos clave. La célula solar de IBM podría cambiar todo eso. IBM patentará y licenciará la tecnología y dice que está abierta a asociaciones con fabricantes de células fotovoltaicas existentes para llevarla al mercado.
© 2010 PhysOrg.com
