Células solares de película delgada y color respetuosas con el medio ambiente

En todo el mundo se han puesto en marcha investigaciones sobre células solares para asegurar la disponibilidad de fuentes de energía renovable. El Instituto de Investigación en Electrónica y Telecomunicaciones (ETRI) de Corea del Sur logró desarrollar células solares de película delgada de color CIGS (Cu(In,Ga)Se2) respetuosas con el medio ambiente.

Las células solares de película delgada CIGS se utilizan para convertir la luz solar en energía eléctrica y se hacen cubriendo múltiples películas delgadas en un sustrato de vidrio. Tienen un coeficiente de absorción relativamente más alto entre las células que no están basadas en el silicio, lo que resulta en una alta eficiencia de conversión y una larga estabilidad. Además, requieren menos materias primas en comparación con las células basadas en el silicio; por lo tanto, los costos de procesado y de material son menores.

Un inconveniente ha sido la dificultad de comercialización, ya que utilizan una capa que contiene un metal pesado tóxico, el cadmio. Por lo tanto, el equipo del ETRI reemplazó dicha capa de sulfuro de cadmio (CdS) por materiales basados en zinc (Zn) - que no es dañino - y logró alcanzar aproximadamente un 18% de eficiencia de conversión, eliminando así el obstáculo a la comercialización.

Las células solares de capa delgada de color CIGS desarrolladas por los investigadores del ETRI. (Foto: Electronics and Telecommunications Research Institute (ETRI))

De igual manera, la disponibilidad de más de 7 colores, incluyendo el púrpura, el verde y el azul, sin necesidad de procesos o costos adicionales, implica estar un paso más cerca de su comercialización total. Además, los investigadores lograron identificar un nuevo método de análisis utilizando espectroscopia de foto-bombeo de terahercios y un mecanismo para mejorar la eficiencia de conversión de las células solares con capas basadas en el Zn. Las células solares tienen un escaso espesor y pueden actuar como recubrimiento sobre un sustrato flexible, así como sobre un sustrato de vidrio. Esto significa que pueden ser dobladas o plegadas, expandiendo sus aplicaciones como una fuente de energía ecológica de próxima generación.

"Esta tecnología contribuirá al desarrollo de los sistemas de energía solar a través de la producción de módulos fotovoltaicos de color de alto valor añadido", dijo Yong-Duck Chung, investigador principal del ETRI.

La excelencia de la investigación quedó demostrada por su publicación en las revistas 'Nano Energy' y 'Progress in Photovoltaics: Research and Applications'. (Fuente: NCYT Amazings)