domingo, noviembre 29, 2020

IFUAP, a la vanguardia en desarrollo de celdas solares delgadas: académica

Por Redacción

El Instituto de Física de la BUAP desarrolla celdas solares en película delgada, con espesores de 4 a 6 micrómetros, lo cual reduce la cantidad de material utilizado y sus costos, colocando a la universidad como líder en esta tecnología.

Estela Calixto Rodríguez, investigadora del Instituto de Física “Ing. Luis Rivera Terrazas” de la BUAP (IFUAP), dijo que las actuales celdas solares se componen de obleas de silicio -mono y policristalino-, con espesores de 300-400 micrómetros y reportan, a nivel de laboratorio, eficiencias de 24-25 por ciento.

En cambio, indicó, las celdas solares en película delgada basadas en diselenuro de cobre tienen un espesor de entre 4 y 6 micrómetros, reduciendo así la cantidad de material utilizado y, por ende, el costo de su fabricación. En cuanto a la eficiencia de conversión de energía solar a energía eléctrica, estos materiales reportan entre 20-21 por ciento, un valor muy cercano al de las celdas solares de silicio.

Agregó  que el precio del kilowatt-hora (kW-h) generado por celdas fotovoltaicas es de 6 a 10 veces superior al precio del kW-h producido por métodos relacionados con combustibles fósiles, por lo que ha limitado su uso en hogares y empresas.

Calixto Rodríguez indicó que es importante reducir los costos en la construcción de los paneles, porque representan el 60 por ciento de las inversiones de un proyecto de ese tipo.

Explicó que la conversión directa de energía solar a eléctrica se realiza utilizando dispositivos fotovoltaicos o celdas solares, las cuales producen energía eléctrica sin la emisión de dióxido de carbono.

“El efecto fotovoltaico es la generación de una corriente eléctrica en un material cuando se le induce energía luminosa”.

Mencionó que los avances de los resultados de esta investigación se han presentado en congresos nacionales e internacionales y publicado en revistas indizadas. Además, han permitido la formación de recursos humanos altamente especializados en el área de energía solar, por lo que “hacen de la Máxima Casa de Estudios de Puebla una universidad líder en esta materia”.

Elaboración de las celdas fotovoltaicas

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La elaboración de las celdas fotovoltaicas consiste en depositar sobre un sustrato rígido (vidrio) o flexible (polímero o acero inoxidable) un material conductor, por ejemplo molibdeno. Posteriormente, se deposita el diselenuro de cobre-indio (CuInSe2, semiconductor con conductividad tipo “p”). Después se deposita el sulfuro de cadmio (CdS, semiconductor con conductividad tipo “n”). En la siguiente etapa, se coloca un contacto conductor transparente (por ejemplo un óxido de zinc) y finalmente un enrejillado de niquel-aluminio (Ni/Al) como contacto metálico.

La académica del IFUAP precisó que para depositar los materiales en película delgada sobre los sustratos rígidos o flexibles, se utilizan las técnicas de electrodepósito y de depósito por baño químico.

La técnica de electrodepósito es un proceso electroquímico que permite la preparación de depósitos sólidos en película delgada, sobre la superficie de materiales conductores. El electrodepósito se lleva a cabo por la acción de la corriente eléctrica que circula a través de una celda electroquímica, un dispositivo que consta de dos o tres electrodos sumergidos en un electrolito.

Para la preparación de materiales en película delgada, Calixto Rodríguez dispone de varios potenciostatos con software integrado para el control y adquisición de datos en su laboratorio de “Materiales Semiconductores para Aplicaciones Fotovoltaicas”.

La académica indicó que también se tiene un sistema de depósito por baño químico (un proceso de reacciones químicas de precipitación) que se utiliza para la obtención del sulfuro de cadmio.

Ambas técnicas son de bajo costo y permiten su escalamiento a nivel industrial; asimismo se pueden usar sustratos de área pequeña y grande.

 

Foto:Especial

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