Nueva técnica permite una producción más rápida de células solares a bajo costo

TU Delft ha demostrado que la velocidad a la que se producen células solares a mas bajo costo puede aumentar por un factor de diez–y que esto puede lograrse sin ningún perjuicio para el rendimiento energético de las células. Seguramente esto resultará en una mayor reducción en el precio de las células, que están hechas de silicio amorfo. El 14 de marzo, Michael Wank defendió su tesis sobre este tema en TU Delft.

Silicio cristalino
La producción de electricidad a partir de células solares es potencialmente una tecnología muy atractiva y sostenible. Sin embargo, el problema es que el coste de la electricidad generada mediante células solares es considerablemente mayor que en el caso de fuentes fósiles convencionales. El mayor costo es en parte debido a las características de los materiales más utilizados en células solares: silicio cristalino.

Alternativa
“Una alternativa interesante a silicio cristalino es silicio amorfo,”, dice el profesor Miro Zeman de TU Delft, supervisor de Michael Wank doctorado. “Aunque este material tiene un rendimiento de energía inferior a silicio cristalino, estas células solares pueden producir mucho más barato. La naturaleza de los medios materiales que pueden utilizarse mucho más delgadas capas–alrededor de 250 nanómetros de espesor, comparado con el 200 micrómetros espesor en el caso de silicio cristalino.”

No lo suficientemente rápido
Las células solares de silicio amorfo ya está preparando para ello. “Un problema importante para la industria, es sin embargo, que la técnica de producción habituales (escasa capas de gas Silano) es demasiado lenta. Se necesita un segundo para aplicar una capa de 0,1 nanómetros, para aplicar un completo 250-nanométrica capa requiere unos 40 minutos,”, explica el profesor Zeman. “Eso es realmente demasiado largo y se refleja en un precio demasiado alto costo-.”
Rendimiento energético
Fue por esta razón ese estudiante de doctorado que Michael Wank se concentró en la nueva técnica de producción de ETP-CVD (ampliación de deposición de vapor químico de plasma térmico), con el que logró un éxito notable. La técnica de producción fue desarrollada por la Universidad de tecnología Eindhoven; Proyecto de Michael Wank, que fue desaparecido por Agentschap NL, se llevó a cabo en colaboración con el grupo de Plasma y procesamiento de Material del profesor Richard van de Sanden. La velocidad de producción finalmente se incrementó en un factor de diez, a uno nanométrica por segundo, manteniendo un rendimiento de buena energía (de silicio amorfo) de alrededor del 7%.

Obstáculo
Hubo un obstáculo restante que WANK tuvo que superar, sin embargo, el hecho de que la técnica de CVD ETP requiere una temperatura de alrededor de 350 grados centígrados a fin de silicio amorfo de la calidad requerida. Sin embargo, una temperatura de producción de ese nivel causa daño a las células solares, que afecta a su rendimiento energético. Para evitar esto, Wank aplica un bombardeo de iones (partículas cargadas) durante el proceso de producción. Los iones de proporcionan la superficie en desarrollo con energía suficiente, para que la producción puede llevarse a cabo a una temperatura mucho menor y por lo tanto no nociva de alrededor de 200 grados centígrados.