Semiconductores para celdas solares

De WikiNoticias UANL

6 de mayo de 2010

PoLos investigadores de la FCQ han identificado materiales semiconductores con capacidad de absorción, con los cuales es posible producir celdas solares de película delgada.


El sol es la única fuente de energía que la humanidad tiene garantizada, cuando menos por los próximos 6 mil millones de años.

Los recursos que se utilizan actualmente para el abastecimiento de energía se están agotando o ya no son lo suficientemente rentables debido a su alto nivel de contaminación. Es por eso que el aprovechamiento de la energía solar se ha vuelto fundamental en las últimas décadas.

Una de las formas más conocidas de captura y abastecimiento de energía solar es la utilización de paneles solares, los cuales son utilizados para convertir la energía solar en energía eléctrica.

Estos paneles están formados por módulos que a su vez están formados por una serie de celdas solares o celdas fotovoltaicas que absorben y trasforman la radiación solar en energía eléctrica.

“Las celdas solares contienen dos capas, una capa ventana y una absorbedora. La capa ventana es la que permite la entrada de toda la radiación solar y la absorbedora le va a permitir que haya un rompimiento de enlaces entre los átomos para generar los electrones”, explicó la doctora Yolanda Peña Méndez, de la Facultad de Ciencias Químicas (FCQ) de la Universidad Autónoma de Nuevo León (UANL).

Dentro de las celdas fotovoltaicas no hay partes móviles y su operación es ambientalmente benigna. Si estos aparatos se encuentran encapsulados, podrían contar con una larga vida útil sin romperse y sin mantenimiento.

El alto costo de manufactura de estas celdas, debido a los materiales que utilizan y la forma en que son construidas, ha llevado a los investigadores científicos a buscar nuevos materiales que bajen los costos de construcción y además, que la eficiencia de conversión sea mayor con respecto a las celdas ya conocidas.

“Las celdas que actualmente se utilizan en el mercado son altamente costosas, debido a sus procesos de fabricación. Comúnmente están hechas de silicio y para su elaboración se utilizan cámaras de alto vacío lo cual incrementa su costo”, aclaró la doctora Peña Méndez, quien forma parte del Cuerpo Académico de Química Sintética.

Las celdas fotovoltaicas de película delgada son el esfuerzo más reciente por parte de los investigadores de la FCQ. A través de un intenso trabajo de investigación han identificado materiales semiconductores que tienen la capacidad de absorción, con los cuales es posible producir celdas solares de película delgada.

Utilizando di-sulfuro de cobre e indio, selenuro de antimonio, sulfuro de arsénico, sulfuro de indio, etc. Los científicos de la UANL, investigan cuáles pueden funcionar mejor como ventana y cuáles como ‘absorbedores’.

El proceso utiliza el método llamado ‘depósito químico’ y busca controlar las condiciones generales, temperatura y tiempo en el cual se coloca dicho depósito sobre una superficie de vidrio. Una vez que los materiales investigados son tratados, dependiendo de las características que presenten, serán utilizados como cualquiera de las dos capas.

“Se les hacen tratamientos térmicos y de caracterización óptica; además se realizan cálculos de brecha de energía, para ver la que se necesita para poder separar esos electrones de la capa ventana o de la capa absorbente.” Explica la doctora Peña Méndez.

Con esta investigación los científicos universitarios tratan de obtener la mayor eficiencia de una celda solar, pues “las actuales tienen un 25 o 30 por ciento de eficiencia y lo que se busca es lograr una conversión total” de ondas solares en energía, aclara la doctora Peña Méndez.

Con los resultados de este trabajo, en un futuro se podría ver una mayor utilización de paneles solares, ya que tendrían un costo mucho menor y producirían mayor cantidad de energía, haciéndolos más rentables y atractivos tanto para la industria como para consumo doméstico.

  • La doctora Yolanda Peña Méndez es Ing. Químico por el Instituto Tecnológico de Zacatepec, Morelos; Maestra en Ciencias por la Universidad Autónoma Metropolitana- Iztapalapa y cuenta con un Doctorado en Ingeniería por el Centro de Investigación en Energía-UNAM, en Temixco Morelos. Ha sido Técnico Académico Titular de tiempo completo en el Centro de Investigación en Energía, UNAM y actualmente labora en la Facultad de Ciencias Químicas de la Universidad Autónoma de Nuevo León.
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