Un grupo de investigación del Centro de Ciencias Físicas y Tecnología (FTMC, Lituania), junto con socios de la Universidad Tecnológica de Tallin (Estonia) se propusieron sintetizar un nuevo material que podría potencialmente complementar las tecnologías de células solares de silicio y aumentar la eficiencia general de los módulos solares..

El aumento de los precios de la energía dio lugar a un rápido crecimiento del sector de las energías renovables.Con el despliegue cada vez mayor de parques solares, la mejora de la eficiencia de los paneles solares es un paso de desarrollo esencial para producir más energía en la misma área.

Las mejores tecnologías de células solares que se encuentran en los tejados pueden convertir sólo una cuarta parte de la energía solar total en electricidad.La eficiencia de las células solares se puede mejorar uniendo diferentes tecnologías para crear un dispositivo conocido como célula solar multiunión.

A nivel teórico, un dispositivo de este tipo puede convertir casi la mitad de la energía solar en electricidad.Sin embargo, las tecnologías de células solares de uniones múltiples son más complicadas en términos de producción, y requieren la adopción de materiales y procesos novedosos, teniendo al mismo tiempo en mente los aspectos de costo y sostenibilidad.

La investigación del equipo se centra en semiconductores con unaestructura químicaeso es típico de los materiales de perovskita: ABX₃pero en lugar de oxígeno o halógenos, exploran compuestos donde X es azufre/selenio y A y B son metales abundantes y no tóxicos.El trabajo ha sidopublicadoenRevista de química de materiales A.

Utilizando un método de reacción de estado sólido, los investigadores sintetizaronnuevo materialâseleniuro de titanio, circonio y estañoâ por primera vez y descubrió que el Sn(Zr_incógnitaTi_1x)Sí₃La aleación fue la más prometedora para la aplicación fotovoltaica.

"En la situación geopolítica actual en Europa ypreocupaciones ambientales"Es importante que los nuevos materiales que se están explorando y considerando para aplicaciones de energía renovable estén compuestos de elementos abundantes y libres de materias primas críticas", afirma el autor principal del estudio, el Dr. Rokas Kondrotas, jefe del Departamento de Caracterización deEstructura de materiales en FTMC, Lituania.

El grupo descubrió que la introducción de titanio con una concentración de hasta el 44% no cambiaba la estructura cristalina del Sn(Zr)._incógnitaTi_1x)Sí₃aleación, sin embargo, tuvo un profundo efecto en las propiedades del material tanto óptico como eléctrico.

Cuanto mayor es la concentración de titanio, mayor es el borde de absorción de Sn(Zr)._incógnitaTi_1x)Sí₃se desplazó hacia la región del espectro infrarrojo de longitud de onda corta.Esta parte del espectro infrarrojo procedente del sol no es absorbida por las células solares de silicio cristalino convencionales y, por tanto, se pierde.

Sn(Zr)_incógnitaTi_1x)Sí₃Los semiconductores sintetizados con alta concentración de titanio pueden absorber luz infrarroja de longitud de onda corta y convertirla en luz extra.energíaaumentar la eficiencia general del dispositivo multiunión basado en Si.

Además, los autores encontraron que la introducción de titanio en el Sn(Zr_incógnitaTi_1x)Sí₃Las aleaciones mejoraron significativamente el coeficiente de absorción.Para las células solares son deseables materiales con un alto coeficiente de absorción, porque incluso una capa muy fina, 20 veces más fina que un mechón de cabello, es suficiente para absorber toda la luz entrante del sol.

Este trabajo es el primer paso para el desarrollo de nuevos materiales sostenibles con un alto potencial para la aplicación de células solares multiunión en la región infrarroja.El próximo hito de esta tecnología es la síntesis de Sn(Zrincógnita_Ti1x_)Sí3_{película delgada, que permite la fabricación y prueba del dispositivo solar.}Más información: