Científicos desarrollan un método novedoso para crear paneles solares eficientes a base de aleaciones libres de metales tóxicos
Los paneles solares de película delgada más comunes consisten en elementos caros de tierras raras como el indio y el galio, o metales altamente tóxicos como el cadmio.
Paneles solares que son amigables con el medio ambiente serían aquellos que consisten de materiales como en cobre, zinc, estaño que son más abundantes y ofrecen alternativas atractivas, pero se ven obstaculizados por su baja eficiencia práctica en comparación con su potencial teórico. Los investigadores de DGIST ahora han descubierto una forma de superar estos obstáculos.
En un artículo publicado en Advanced Energy Materials, un equipo de investigadores del Instituto de Ciencia y Tecnología Daegu Gyeongbuk (DGIST) presenta un nuevo método que podría reducir tanto el costo como la huella ambiental de la mayoría de las celdas solares de película delgada.
“Los paneles solares de película delgada, que usan bronce (Cu-Sn) y latón (Cu-Zn) como materiales base, están compuestas de materiales no tóxicos que abundan en la tierra, y que se han estudiado en todo el mundo debido a su bajo costo, alta durabilidad y sostenibilidad. ", Dijo el codirector del proyecto Dr. Jin-Kyu Kang.
Sin embargo, aunque la eficiencia teórica de estos paneles coincide con las eficiencias de los principales productos del mercado, en la práctica, tienden a tener un rendimiento muy inferior. Esto se debe a la formación de varios defectos en los materiales, como defectos puntuales, superficiales y volumen, durante el recocido (o el proceso de calentamiento y enfriamiento para hacer una película CZTSSe). Estos defectos socavan el flujo de corriente, lo que resulta en la pérdida de electricidad generada.
Para fabricar películas de CZTSSe (cobre, zinc, estaño, azufre y selenio) con la mejor calidad posible, el equipo de investigación primero experimentó con diferentes perfiles de recocido, descubriendo que los intervalos de tiempo y temperaturas más largas producían granos más grandes y, por lo tanto, reducían la pérdida de electricidad.
Luego, el equipo del Dr. Kang utilizó un "método asistido por líquido" que permitió que los granos de CZTSSe crecieran a un ritmo rápido incluso a bajas temperaturas, minimizando así la descomposición del material y el cambio de sus propiedades físicas.
El codirector del proyecto, el Dr. Dae-Hwan Kim, concluyó: “Nuestra tecnología tiene diversas aplicaciones, incluso en dispositivos electrónicos, artículos para el hogar, edificios y vehículos. La mejor parte es que las células solares CZTS están libres de los inconvenientes actuales de metales tóxicos y raros. ¡Podemos instalar en cualquier lugar que queramos! ”
Fuente: Technology.org, dgist.ac.kr