Una nueva célula solar más barata y menos contaminante

Investigadores del Institut de Ciències Fotòniques (Icfo), en Castelldefels, han creado una célula solar inorgánica a partir de materiales abundantes en la Tierra y en un procesamiento a baja temperatura, lo que la hace más barata y menos contaminante que los modelos actuales empleados en los típicos paneles de las azoteas. 

Las células tienen una tasa de conversión energética del 6,3%, que es la unidad empleada para medir la eficiencia, un rendimiento aún por debajo de las placas comerciales, pero a la altura de otras tecnologías de células solares ultrafinas. Y con posibilidades claras de mejora, como adelantan sus autores.

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Las células solares inorgánicas más utilizadas suelen estar hechas de silicio, pero su producción resulta costosa y precisa un elevado consumo energético, además de que los módulos resultantes son voluminosos y de gran peso. Como alternativa, existen células ultrafinas y de fabricación más barata, pero que se componen de elementos tóxicos como el plomo y el  cadmio, o que contienen elementos escasos, como el telurio y el indio.

La célula desarrollada en el ICFO está basada en nanocristales de la aleación AgBiS2 (sulfabismuturo de plata). Además de demostrar que absorben bien la luz pancromática -son sensibles por igual a todos los colores del espectro-, estos nanocristales han sido diseñados para actuar como un medio eficaz en el transporte de cargas para células solares procesadas en solución. La investigación, publicada en la revista 'Nature Photonics', la han desarrollado María Bernechea, Nicky Miller, Guillem Xercavins, David So y Alexandros Stavrinadis, bajo la supervisión de Gerasimos Konstantatos, profesor ICREA de la Generalitat.

La síntesis química de los nanocristales permite un control preciso de sus propiedades a través de la ingeniería a nanoescala. "El material se prepara a una temperatura de 100º y con presión atmosférica -explica María Bernechea, primera firmante-, por lo que para su obtención no se necesita un equipamiento resistente a condiciones extremas".

"Una de las características más importantes del material es que se obtiene en disolución. Esto permitiría la fabricación de los dispositivos empleando técnicas industriales de alto rendimiento y bien establecidas como serigrafías, impresoras de inyección o revestimientos por pulverizacion", añade la coautora Nicky Miller. "Estas características dan a estas células solares de AgBiS2 un potencial significativo como alternativa de bajo coste a las células tradicionales", insiste.

El material ya existía, pero no comercialmente. "No ha tenido ninguna aplicación antes", precisa Konstantatos. De hecho, el material solo adquiere esas "propiedades interesantes para las células solares" cuando está en fase nanocristalina, añade. "Estos primeros resultados son muy alentadores, pero ahora aspiramos a conseguir eficiencias del 12%", concluye el supervisor del trabajo. "Tenemos que seguir mejorando el transporte de carga y también mejorar la tensión de circuito abierto. Y ambos requieren el control exquisito de los átomos que se encuentran en la superficie de los nanocristales".