Investigadores de Singapur han aprovechado la tecnología avanzada de nanoestructuras para fabricar una célula solar de silicio altamente eficiente y, sin embargo, más barata. Con este desarrollo, los investigadores esperan que el costo de la energía solar se pueda reducir a la mitad.
Desarrollado conjuntamente por la Universidad Tecnológica de Nanyang (NTU) y el Instituto A * STAR de Microelectrónica (IME), Las nuevas células solares de silicio de película fina están diseñadas para fabricarse con silicio de bajo grado. Sin embargo, es capaz de generar corrientes eléctricas cercanas a las producidas por las células solares tradicionales hechas de costosos, Silicona de alta calidad.
Las nuevas células solares nanoestructuradas NTU-A * STAR pueden producir una corriente de (34,3 mA / cm 2 ):Un récord mundial para una célula solar de silicio de este tipo.
Esto es posible gracias a la creación de una textura única utilizando nanoestructuras, que es miles de veces más pequeñas que el cabello humano, en la superficie de la célula solar.
La salida de corriente eléctrica resultante es cercana a la de las celdas tradicionales (40mA / cm 2 ). Las células solares de película delgada convencionales generalmente producen aproximadamente la mitad de la corriente que producen las células tradicionales.
La adopción de la energía solar en todo el mundo se ve obstaculizada por el alto costo de los paneles solares tradicionales, en parte debido a que está hecho de silicio a granel cristalino de alta calidad.
El uso de una película delgada de silicio amorfo (sin forma) de baja calidad que no tiene textura, que es más de 100 veces más delgada, aborda el problema del costo del material, pero no es tan eficaz para convertir la luz solar en electricidad, produciendo así menos energía.
El método de nanoestructura recientemente desarrollado, que crea una textura única en la superficie del silicio amorfo, mejora la eficiencia de conversión de energía (PCE) de la celda de silicio de película delgada y, por lo tanto, aumenta la producción de energía.
El líder del proyecto de IME, Dr. Navab Singh, Científico sénior del programa de nanoelectrónica de IME, dijo:"Para mitigar la reducción de la absorción de luz y la recombinación de portadores en las células de película delgada de silicio amorfo, diseñamos y fabricamos las nuevas nanoestructuras en la superficie del silicio. La única aplicación de la estrategia de texturizado de superficies de IME logró un récord de densidad de corriente de cortocircuito con 5.26% de PCE ".
"Las eficiencias de conversión de energía a nivel de celda de las celdas solares de Si cristalino a granel son del 20 al 25%. Dado que la densidad de corriente de cortocircuito es directamente proporcional al PCE, Es concebible que los esfuerzos posteriores para mejorar el factor de llenado y el voltaje de circuito abierto impulsarían el PCE final de las células solares de película delgada de silicio en gran medida para igualar el de las células solares de Si a granel. Nuestros esfuerzos de investigación futuros explorarán estrategias adicionales de captura de luz, como plasmónicos, "continuó el Dr. Singh.
Profesor Cheng Tee Hiang, Catedrático de la Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica, dijo que mejorar la eficiencia de las células solares de bajo costo es fundamental para fomentar la adopción de la energía solar en todo el mundo.
"El mundo de hoy se enfrenta a varios desafíos, que incluyen el agotamiento de los combustibles fósiles, aumento del costo de dichos combustibles y una creciente huella de carbono. En NTU, estamos comprometidos a desarrollar la próxima generación de células solares que sean baratas, eficiente y fácil de fabricar, para permitir que la energía solar desempeñe un papel más importante como recurso renovable ".
La sostenibilidad es uno de los cinco picos de excelencia de NTU que la universidad pretende dejar su marca a nivel mundial bajo el plan estratégico de cinco años de NTU 2015. Los otros cuatro picos incluyen atención médica futura, nuevos medios de comunicación, lo mejor de Oriente y Occidente, e innovación.
Profesor Dim-Lee Kwong, Director Ejecutivo de IME, dijo, "Se espera que la demanda de células solares de película delgada se duplique para el 2013. Los esfuerzos de investigación de IME en esta área son congruentes con el movimiento mundial hacia soluciones energéticas rentables y favorables al medio ambiente renovable".
