Células solares respetuosas con el medioambiente y más baratas
La energía solar es una alternativa sostenible y limpia a las fuentes de energía convencionales, que son contaminantes y no sostenibles.
Panel solar convencional en un tejado. / NPS
Sin embargo, muchos paneles solares actuales requieren el uso de materiales tóxicos para un componente clave del panel, concretamente para el búfer químico. Ahora, unos científicos han probado una nueva alternativa respetuosa con el medioambiente, denominada búfer ZTO, que no presenta ese problema.
El equipo de JunHo Kim, de la Universidad Nacional de Inchon en Corea del Sur, se centró en una clase de células solares basadas en la kesterita, un mineral natural que actúa como absorbente de fotones. La mayoría de las células de kesterita usan una capa de búfer hecha de sulfuro de cadmio para optimizar su rendimiento. A pesar de su eficiencia, la contaminación asociada a la fabricación de estos búferes y la toxicidad del cadmio no son rasgos deseables para una célula solar que, por lo demás, es respetuosa con el medioambiente.
Para solucionar este problema, los investigadores examinaron una alternativa prometedora: el búfer ZTO. Para mejorar la eficiencia de la nueva célula solar, el equipo alineó los niveles de energía de los electrones entre la capa absorbente (kesterita) y la capa del búfer ZTO.
Con los ajustes necesarios, el uso del búfer ZTO en células solares de kesterita permitió una mejor circulación de los electrones entre las dos capas, aumentando el voltaje de la célula y el rendimiento general, con una eficiencia de conversión de energía del 11,22%, compensando así en buena parte la pérdida de eficiencia derivada de no usar el búfer de sulfuro de cadmio. Para poner las cosas en perspectiva, las actuales células de kesterita que utilizan búferes de sulfuro de cadmio tienen una eficiencia máxima del 12,6%, lo que significa que la nueva célula tiene una alta eficiencia, solo un poco menor que la de su homóloga con búfer de sulfuro de cadmio.
La importancia de esta investigación alcanzará toda su magnitud con la proliferación colosal de paneles solares pronosticada para las próximas décadas. A medida que crezca la demanda de paneles solares, será cada vez más importante evitar que estén hechos de sustancias contaminantes, además de mantener bajo su costo.
Kim y sus colegas han expuesto los detalles técnicos de su innovación en la revista académica Nano Energy.
