La investigación dirigida por la Universidad de Luxemburgo investigó el proceso de fabricación de las celdas solares. Los investigadores probaron que las suposiciones sobre procesos químicos que eran comunes entre investigadores y productores durante los últimos 20 años son, de hecho, inexactas. Los físicos publicaron sus hallazgos en la famosa revista científica Nature Communications.
Los paneles solares fotovoltaicos convierten la luz solar en energía eléctrica. Los paneles absorben la luz entrante que excita electrones que los envían en una dirección predefinida para generar una corriente eléctrica que puede controlar motores o encender una bombilla. Esto funciona a través de la interacción de varias capas de semiconductores y metales en el panel solar. Las celdas se fabrican en un proceso complejo donde varios elementos químicos se depositan sobre un sustrato de vidrio, generalmente por evaporación. De ese modo, una celda solar "crece", capa por capa.
En el pasado, los científicos descubrieron por accidente que la eficiencia de un tipo de tecnología de celdas solares mejora enormemente si agregan sodio a la capa que absorbe la luz. Al mismo tiempo, observaron que el sodio afecta el crecimiento de esta capa y la interacción de los otros elementos químicos, es decir, inhibe la mezcla de galio e indio. Esto conduce a capas menos homogéneas y, por lo tanto, perjudica los resultados. Por lo tanto, en el pasado, los científicos y los fabricantes creían que la forma ideal de producir una celda solar era agregar solo el sodio después de que se concluyera el proceso de crecimiento.
Mediante el uso de un enfoque diferente, los investigadores de la Unidad de Investigación en Física y Ciencia de Materiales de la Universidad de Luxemburgo, junto con cuatro socios internacionales, han podido demostrar que la verdad está más matizada. Mientras que, convencionalmente, la capa de absorción de la luz está compuesta de miles de granos individuales, el grupo de investigación eligió una estrategia de fabricación más exigente e hizo crecer la capa como un solo grano. "Básicamente, en este trabajo demostramos que si el absorbedor está hecho de un solo grano, agregar una pequeña cantidad de sodio ayuda a homogeneizar la distribución de los elementos", afirma Diego Colombara, ahora investigador Marie Curie en el Laboratorio Ibérico Internacional de Nanotecnología e investigador principal del estudio. "Esto es muy sorprendente, porque durante más de 20 años investigaciones previas han demostrado consistentemente el efecto opuesto en los absorbentes hechos de muchos granos".
La conclusión de los investigadores es que el sodio tiene un doble efecto: homogeniza los elementos dentro de cada grano pero ralentiza la homogeneización en la interacción entre los granos. "Esto nos da la oportunidad de repensar cómo producimos las celdas solares". En el futuro, estas ideas podrían conducir a mejoras en el proceso de fabricación ", concluyó el Dr. Phillip Dale, jefe del grupo de investigación del Laboratorio de materiales de energía (LEM) en la Universidad de Luxemburgo y miembro de la investigación nacional luxemburguesa. Fondo (FNR).

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