Hazlo mejor con menos. Ese es el desafío que se han propuesto los investigadores del Instituto Federal Suizo de Tecnología en Lausana (EPFL), con el apoyo de la Swiss National Science Foundation y la Oficina Federal de Energía. Su especialidad:fabricar células solares mil veces más delgadas que las células convencionales. Para aumentar la producción de las células, han desarrollado una nueva técnica de nanopatrones.

Aunque el silicio es uno de los elementos más abundantes, la energía necesaria para hacer silicio a partir de arena es inmensa. Es por esta razón, sino también para reducir los costes de fabricación, que el profesor Christophe Ballif y su equipo del Laboratorio de Electrónica Fotovoltaica y de Película Delgada de la EPFL han estado trabajando durante varios años en células solares de silicio de película fina que son mil veces más delgadas que las células convencionales.

Solo hay un inconveniente:cuanto más delgadas son las células, cuanto menos absorben los rayos del sol y menos electricidad producen. Entonces, los investigadores están tratando de atrapar la luz en las delgadas capas de silicio para aumentar su absorción. Tradicionalmente, capas delgadas de óxido de zinc, un material que es muy abundante, completamente no tóxico, y que crece en forma de pequeños cristales en forma de pirámide, se utilizan para este propósito. Estos cristales dispersan la luz de manera eficiente en la capa de silicio subyacente. Con tales capas de óxido de zinc, incluso se logró un nuevo récord mundial de eficiencia celular.

Reduciendo costos

Pero los científicos están intentando batir este récord. “Es difícil modificar la forma piramidal natural de estos cristales para obtener una mejor dispersión de la luz, ”Explica el investigador Corsin Battaglia, “Así que tuvimos la idea de forzar a los cristales a crecer en un soporte diferente, un molde invertido con la estructura deseada ”. La idea es tan ingeniosa como simple. Una vez que la fina capa de óxido de zinc se deposita en el molde, todo lo que hay que hacer es "desmoldar", como lo haría con una tarta tatin, por ejemplo, para obtener una película con la estructura deseada.

Este procedimiento, descrito en la edición de septiembre de la revista Nature Photonics, no solo aumenta la cantidad de luz que queda atrapada, aumentando así la producción, pero también tiene el potencial de reducir el costo de las células debido a su compatibilidad con la producción en masa. Estos son argumentos interesantes en un momento en el que la energía fotovoltaica busca producir electricidad a un precio inferior al precio actual de la red.