Las hileras de módulos solares azules que salpican paisajes y techos generalmente están hechas de silicio cristalino, el caballo de batalla en prácticamente todos los dispositivos electrónicos.
En tecnología solar, el telururo de cadmio podría reemplazar al silicio.
Durante la última década, los investigadores de la Universidad Estatal de Colorado (CSU) han sido pioneros en estudios para mejorar el rendimiento y el costo de la energía solar al producir y probar nuevos materiales que van más allá de las capacidades del silicio. Se han centrado en un material que promete reemplazar el silicio: el telururo de cadmio.
En colaboración con colegas de la Universidad de Loughborough en Gran Bretaña, los investigadores del Centro Fotovoltaico de Próxima Generación de CSU han logrado un avance decisivo sobre cómo se puede mejorar aún más el rendimiento de las células solares de película delgada de telururo de cadmio agregando selenio.
Los resultados de la investigación se publicaron en la revista "Nature Energy".
"Nuestro informe llega tan lejos como una comprensión fundamental de lo que sucede cuando aleamos selenio para formar telururo de cadmio", dijo Kurt Barth, Director del Centro Fotovoltaico de Próxima Generación y Profesor Asociado en el Departamento de Ingeniería Mecánica.
Hasta ahora, no ha quedado claro por qué la adición de selenio ha logrado una eficiencia récord de células solares de telururo de cadmio de más del 22 por ciento.
Junto con los empleados de CSU WS Sampath y Amit Munshi, Barth y un equipo internacional han resuelto este misterio. Sus experimentos mostraron que el selenio supera los efectos de los defectos atómicos en los cristales de teluro de cadmio, abriendo un nuevo camino para una energía solar más amplia y más barata.
Las películas delgadas de teluro de cadmio producidas por el equipo de CSU en el laboratorio usan menos material 100 que las células solares de silicio convencionales.
Por lo tanto, son más fáciles de fabricar y absorben la luz solar a una longitud de onda casi ideal. La electricidad generada por las células fotovoltaicas de teluro de cadmio es la más rentable en la industria solar y socava los combustibles fósiles en muchas partes del mundo.
Según el informe, es menos probable que los electrones que se generan cuando la luz del sol golpea el panel solar blanqueado se vean atrapados y perdidos en los defectos del material.
Estos defectos surgen durante el crecimiento en los límites entre los granos de cristal. Esto aumenta la cantidad de energía obtenida de cada célula solar.
Trabajando con los materiales producidos en la CSU utilizando métodos avanzados de deposición, el equipo descubrió este comportamiento inesperado cuando registró la cantidad de luz emitida por los módulos solares que contienen selenio.
Debido a que el selenio no se distribuye uniformemente en todos los módulos, compararon la luminiscencia de las áreas que tenían poco o nada de selenio con las áreas donde el selenio estaba muy concentrado.
"Un material de células solares bueno e impecable es muy eficiente en términos de emisión de luz y, por lo tanto, luminiscencia", dijo Tom Fiducia, autor principal del informe de investigación y estudiante de doctorado en la Universidad de Loughborough, en colaboración con el profesor Michael Walls.
“Queda sorprendentemente claro cuando se ve en los datos que las regiones ricas en selenio brillan mucho más que el telururo de cadmio puro. El efecto es notablemente fuerte ".
Desde 2009, la National Science Foundation ha apoyado el trabajo del “Centro fotovoltaico de próxima generación”.
Fuente: Información electrónica
