Las células solares de película delgada hechas de silicio cristalino son económicas y alcanzan eficiencias de alrededor del 14 por ciento. Sin embargo, podrían hacerlo incluso mejor si sus superficies brillantes reflejaran menos luz. Un equipo dirigido por la profesora Christiane Becker de Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) ha patentado una nueva y sofisticada solución a este problema.

"No es suficiente simplemente traer más luz a la celda, ", dice Becker. Tales estructuras de superficie pueden, en última instancia, reducir la eficiencia al afectar las propiedades electrónicas del material.

La idea de que David Eisenhauer trabajó como parte de su doctorado en el equipo de Becker suena bastante simple, pero requiere un enfoque completamente nuevo:producir una estructura que se comporte "ópticamente áspera" y disperse la luz, pero al mismo tiempo proporciona una superficie "lisa" sobre la cual la capa de silicio (la capa más importante de la célula solar) puede crecer prácticamente sin defectos.

El procedimiento consta de varios pasos:primero, los investigadores imprimen una nanoestructura optimizada en una capa precursora de óxido de silicio todavía líquida que luego se cura con luz ultravioleta y calor. Esto crea pequeños Elevaciones cilíndricas dispuestas regularmente que son ideales para capturar la luz. Sin embargo, la capa absorbente de silicio cristalino no puede crecer sin problemas en esta superficie rugosa, por lo que estas estructuras tienen un efecto desfavorable sobre la calidad de la célula solar. Para resolver este conflicto, una capa muy fina de óxido de titanio se reviste por rotación en la parte superior de la nanoestructura para producir una superficie relativamente lisa sobre la cual el material absorbente real puede depositarse y cristalizarse.

El recubrimiento tiene el nombre descriptivo "INTELIGENTE" para una textura tridimensional antirreflectante suave. Reduce los reflejos y aporta más luz a la capa absorbente sin afectar sus propiedades electrónicas. El procedimiento ahora está patentado.

Christiane Becker encabeza un Grupo de Jóvenes Investigadores en el HZB financiado por el BMBF en el marco del programa NanoMatFutur. Como parte del Laboratorio Conjunto BerOSE, trabaja en estrecha colaboración con el Instituto Zuse para utilizar simulaciones por ordenador para comprender los efectos de la nanoestructuración en las propiedades de los materiales.