Por: PhD. Franyi Sarmiento, Inspenet, 24 de febrero 2022
Científicos de España y Reino Unido han desarrollado una nueva técnica para fabricar células solares inorgánicas ultrafinas, utilizando nanocristales de sulfuro de bismuto y plata e induciendo el desorden en los cationes, logrando así una mayor eficiencia de conversión de energía.
[post_relacionado]En la búsqueda de nuevas tecnologías para desarrollar sistemas fotovoltaicos delgados, las células solares basadas en nanocristales de sulfuro de bismuto y plata (AgBiS2) han emergido con fuerza. Son células compuestas por elementos no tóxicos y abundantes, producidas a bajas temperaturas y con técnicas de procesamiento de bajo coste. Estos elementos pueden integrarse en células solares ultra-finas y han demostrado ser muy estables, evitando así su degradación a largo plazo.
Las células solares basadas en nanocristales de sulfuro de bismuto y plata (AgBiS2) están compuestas por elementos no tóxicos y abundantes, se producen a bajas temperaturas y con técnicas de procesamiento de bajo coste
Los investigadores Yongjie Wang e Ignasi Burgues-Ceballos del ICFO, junto con el profesor Gerasimos Konstantatos y científicos del University College y el Imperial College de Londres (Reino Unido) han logrado dar un salto considerable consiguiendo un resultado innovador con respecto a la absorción de energía óptima.
En un nuevo estudio publicado en Nature Photonics, presentan una nueva técnica para la fabricación de estas células solares basadas en AgBiS2 con unos coeficientes de absorción más altos comparados con cualquier otro material fotovoltaico utilizado hasta ahora.
En el estudio, los investigadores diseñaron, de manera muy hábil, una capa de nanocristales en el interior de la célula solar con una nueva técnica, llamada ingeniería del desorden de cationes. Mediante un proceso de cocción suave de los nanocristales de AgBiS2, ajustaron las posiciones atómicas de los cationes dentro de la red cristalina. De esta manera, forzaron el intercambio de lugar entre los cationes obteniendo una distribución homogénea de estos.
Con estos resultados, el equipo construyó una célula solar ultrafina, procesada en solución, y depositó capa por capa los nanocristales de AgBiS2 sobre ITO/Glass, uno de los sustratos de óxido transparentes conductores más utilizados hoy en día.
“La ingeniería del desorden de cationes en nanocristales de AgBiS2 para sistemas multinarios ha demostrado ofrecer un coeficiente de absorción superior a cualquier otro material fotovoltaico utilizado hasta la fecha, lo que permite conseguir dispositivos fotovoltaicos absorbentes extremadamente delgados y altamente eficientes. Continuaremos avanzando en esta línea de estudio para explorar y explotar sus intrigantes propiedades para la energía fotovoltaica así como para otros dispositivos optoelectrónicos”, concluye.
Este estudio ha sido posible gracias al financiamiento de la Fundación Joan Ribas Araquistain (FJRA); así como, fondos competitivos europeos, como los European Research Council (ERCs), entre otros y fue publicado en la revista Nature Photonics, 2022. Yongjie Wang et al. “Cation disorder engineering yields AgBiS2 nanocrystals with enhanced optical absorption for efficient ultrathin solar cells”.
Fuente y fotos SINC: https://www.agenciasinc.es/Noticias/Nuevo-record-de-eficiencia-en-celulas-solares