La Universidad de Luxemburgo dirigió una investigación del proceso de fabricación de células solares y probó que las hipótesis sobre procesos químicos que habían hecho investigadores y productores durante los últimos 20 años son inexactas. Los físicos publicaron sus hallazgos en la famosa revista científica Nature Communications.
En el pasado, los científicos descubrieron por accidente que la eficiencia de un tipo de tecnología de células solares mejora enormemente si se agrega sodio a la capa que absorbe la luz. Al mismo tiempo, observaron que el sodio afecta el crecimiento de esta capa y la interacción de los otros elementos químicos, es decir, inhibe la mezcla de galio e indio.
Esto conduce a capas menos homogéneas y, por lo tanto, perjudica los resultados. Por lo tanto, en el pasado, los científicos y los fabricantes creían que la forma ideal de producir una célula solar era agregar solo el sodio una vez que el proceso de crecimiento había concluido.
Mediante el uso de un enfoque diferente, los investigadores de la Unidad de Investigación en Física y Ciencia de Materiales de la Universidad de Luxemburgo, junto con cuatro socios internacionales, han podido demostrar que esta teoría hay que matizarla.
Teoría matizada con efectos opuestos
Mientras que, convencionalmente, la capa de absorción de la luz está compuesta de miles de granos individuales, el grupo de investigación eligió una estrategia de fabricación más exigente y creció la capa como un solo grano.
«Básicamente, en este trabajo demostramos que si el absorbedor está hecho de un solo grano, agregar una pequeña cantidad de sodio ayuda a homogeneizar la distribución de los elementos», dijo Diego Colombara, ahora investigador Marie Curie en el Laboratorio Ibérico Internacional de Nanotecnología y el investigador principal del estudio. «Esto es muy sorprendente, porque más de 20 años de investigaciones previas han demostrado consistentemente el efecto opuesto en los absorbentes hechos de muchos granos».
La conclusión de los investigadores es que el sodio tiene un doble efecto: homogeneiza los elementos dentro de cada grano pero ralentiza la homogeneización en la interacción entre los granos. «Esto nos da la oportunidad de repensar cómo producimos las células solares».
En el futuro, estas ideas podrían conducir a mejoras en el proceso de fabricación «, concluyó el Dr. Phillip Dale, jefe del grupo de investigación del Laboratorio de materiales de energía (LEM) en la Universidad de Luxemburgo y miembro de la investigación nacional luxemburguesa. Fondo (FNR).