Una nova cèl·lula solar més barata i menys contaminant

Investigadors de l’Institut de Ciències Fotòniques (Icfo), a Cas-telldefels, han creat una cèl·lula solar inorgànica a partir de materials abundants a la Terra i en un processament a baixa temperatura, cosa que la fa més barata i menys contaminant que els models actuals utilitzats en els típics panells dels terrats. 

Les cèl·lules tenen una taxa de conversió energètica del 6,3%, que és la unitat emprada per mesurar l’eficiència, un rendiment encara per sota de les plaques comercials, però a l’altura d’altres tecnologies de cèl·lules solars ultrafines. I amb possibilitats clares de millora, com avancen els autors.

Les cèl·lules solars inorgàniques més usades solen estar fetes de silici, però la seva producció resulta costosa i requereix un elevat consum energètic, i a més els mòduls resultants són voluminosos i de gran pes. Com a alternativa, existeixen cèl·lules ultrafines i de fabricació més barata, però que es componen d’elements tòxics com ara el plom i el  cadmi, o contenen elements escassos, com el tel·luri i l’indi.

La cèl·lula desenvolupada a l’ICFO està basada en nanocristalls de l’aliatge AgBiS2 (sulfabismutur de plata). A més a més de demostrar que absorbeixen bé la llum pancromàtica 

–són igual de sensibles a tots els colors de l’espectre–, aquests nanocristalls han sigut dissenyats amb el propòsit que actuïn com un mitjà eficaç en el transport de càrregues per a cèl·lules solars que han sigut processades en solució. La investigació, publicada a la revista Nature Photonics, l’han desenvolupat María Bernechea, Nicky Miller, Guillem Xercavins, David So i Alexandros Stavrinadis, sota la supervisió de Gerasimos Konstantatos, professor ICREA de la Generalitat.

La síntesi química dels nanocristalls permet un control precís de les seves propietats a través de l’enginyeria a nanoescala. «El material es prepara a una temperatura de 100° i amb pressió atmosfèrica –explica María Bernechea, primera firmant–, de manera que per a la seva obtenció no fa falta un equipament resistent a condicions extremes».

POLVORITZACIÓ

Notícies relacionades

"No hem d’enviar missatges a l’espai"

Pluja d’estrelles abril 2023: ¿quan i com veure els Lírids?

«Una de les característiques més importants del material és que s’obté en dissolució. Això permetria la fabricació dels dispositius fent servir tècniques industrials d’alt rendiment i ben establertes com ara serigrafies, impressores d’injecció o revestiments per polvorització», afegeix la coautora Nicky Miller. «Aquestes característiques donen a aquestes cèl·lules solars d’AgBiS2 un potencial significatiu com a alternativa de baix cost a les cèl·lules tradicionals», insisteix.

El material ja existia, però no comercialment. «No ha tingut cap aplicació abans», precisa Konstantatos. De fet, el material només adquireix aquestes «propietats interessants per a les cèl·lules solars» quan està en fase nanocristal·lina, afegeix. «Aquests primers resultats són molt encoratjadors, però ara aspirem a aconseguir eficiències del 12%», conclou el supervisor del treball. «Hem de seguir millorant el transport de càrrega i també millorar la tensió de circuit obert. I tots dos requereixen el control exquisit dels àtoms que es troben a la superfície dels nanocristalls».