Materiales baratos y anticongelante de coche para una energía solar 'low-cost'

Científicos de la Universidad de Oregon State buscan aumentar el uso de esta energía reduciendo costes e impacto ambiental

A.V.
Vista de microscopio de la nueva aleación CZTS mezclada con el glicol de etileno. OSU/
Vista de microscopio de la nueva aleación CZTS mezclada con el glicol de etileno. OSU

La energía solar podría encaminarse hacia un modelo 'low-cost', mediante el uso de materiales baratos y anticongelante como el que utilizan los automóviles, para fabricar las células fotovoltaicas del futuro. Esta es la propuesta de los investigadores de la universidad norteamericana de Oregon State para favorecer que el uso de esta energía crezca en el futuro. Además de reducir costes, este modelo evitaría utilizar muchos compuestos tóxicos empleados actualmente.

De acuerdo con los investigadores, estas células solares podrían "cocinarse" en un horno microondas similar al que se encuentra en casi todas las cocinas. La base de esta fórmula estaría en el glicol de etileno, un compuesto utilizado comúnmente en los productos anticongelantes. Este producto puede utilizarse como un disolvente barato para un reactor de flujo contínuo, que se emplearía para fabricar, a escala industrial, paneles solares de lámina delgada.

El trabajo, que acaba de ver la luz en la revista Material Letters, añade que este modelo puede funcionar con CZTS, una aleación de sulfuro de zinc, cobre y estaño. Este compuesto, además de demostrar excelentes propiedades ópticas, cuenta con la ventaja de ser económico y de bajo impacto ambiental.

"El uso global de energía solar puede frenarse si los materiales que utilizamos para producir células solares son muy caros o requieren sustancias químicas tóxicas en la producción", dijo Greg Herman, profesor asociado en la Escuela de Ingeniería Química, Biológica y Ambiental de Oregon State. "Necesitamos tecnologías que utilicen materiales abundantes, económicos, y que preferentemente se puedan extraer en Estados Unidos. Este proceso ofrece eso".

Actualmente, muchos paneles solares están hechos con CIGS, una aleación de cobre, indio, galio y selenio. El indio es relativamente raro y costoso, en su mayoría producido en China. El año pasado, los precios del indio y el galio empleados en estas células solares fueron alrededor de 275 veces mayores que los de zinc utilizado en las células CZTS.

La tecnología desarrollada con glicol de etileno en los reactores ha demostrado ofrecer un control preciso de la temperatura o el tiempo de reacción para producir una mejor calidad cristalina y una gran uniformidad de las nanopartículas que forman la célula solar. Este enfoque también es más rápido, ya que el reactor de flujo contínuo puede producir estas nanopartículas en alrededor de media hora, comparado con las 24 horas que requiere el método tradicional o sistema de procesamiento por lotes.

"Para la producción industrial a gran escala, todos estos factores pueden traducirse en dinero", dijo Herman. "El enfoque que utilizamos proporciona células solares de alta calidad a un coste más bajo".

El rendimiento de las células CZTS es, actualmente, más bajo que el de CIGS, pero los investigadores señalan que centrándose en la optimización adicional debería ser posible crear una célula solar de una eficiencia comparable.

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