Células solares rentables de alto rendimiento
Los dispositivos fotovoltaicos (FV) de silicio (Si) pueden verse en tejados y huertos solares de toda Europa, aunque su implantación generalizada se enfrenta a limitaciones en términos de eficiencia y coste. El proyecto «Nanomaterials and nanotechnology for advanced photovoltaics» (NANOPV), financiado con fondos europeos, abordó los cuellos de botella que afectan a la generación con equipos y procesos a gran escala para la producción de FV a partir de nanomateriales. El consorcio estudió una gran variedad de estos materiales, por ejemplo puntos cuánticos cero dimensionales, nanocristales y nanopartículas, nanocables y nanobarras unidimensionales e incluso nanocapas bidimensionales ultrafinas. Además del desarrollo de materiales para mejorar la eficiencia, el equipo científico logró avances en materia de equipos y procesos de producción rentables a larga escala para su integración en cadenas de producción industrial y piloto. Los nanomateriales pueden mejorar significativamente la eficacia gracias a una mejor utilización del espectro electromagnético y un aprovechamiento más amplio de las longitudes de onda disponibles. Superar el 20 % del rendimiento de conversión energética era el objetivo en dispositivos de obleas de silicio y superar el 15 % en células solares de película fina de silicio obtenidas por crecimiento epitaxial. Además, el equipo científico evaluó células solares de bajo coste producidas enteramente a partir de nanomateriales. Se probaron más de cincuenta materiales, nueve de los cuales se integraron en dispositivos de obleas de silicio y once en células solares de película fina de silicio. En algunos casos, se observó una mejora de la eficiencia de conversión. Se ha creado una base de datos con información sobre los dispositivos más prometedores, seleccionando posteriormente algunos de ellos para optimizar sus prestaciones. Por ejemplo, el equipo de trabajo perfeccionó la fabricación de células solares con estructuras de nanocables/nanobarras de silicio, lo que permitió obtener células solares de película fina y gran eficiencia (10 %) que pueden producirse de manera rentable a escala industrial. Además, la incorporación de nanocapas a base de Si en estructuras de células solares de Si facilitó una alta eficiencia de conversión tanto para arquitecturas de obleas (> 20 %) como de película fina obtenidas por crecimiento epitaxial (~ 15 %). El proyecto NANOPV, además de demostrar la viabilidad de emplear nanomateriales en la fabricación de dispositivos FV de alto rendimiento y bajo coste, ha contribuido al desarrollo de un suministro eléctrico seguro, rentable y sostenible mediante la utilización de tecnologías que mejoran la posición competitiva de la Unión Europea en un mercado llamado a lograr avances importantes.
Palabras clave
Células solares, silicio, fotovoltaica, nanomateriales, nanocables, nanobarras
