Investigadores indios descubren una nueva forma de fabricar capas de óxido metálico para células solares

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De pv magazine India

Los contactos altamente selectivos son la clave para lograr una alta eficiencia en las células solares de capa fina. Estos contactos permiten la conducción de un tipo de portador (huecos) y bloquean otros tipos (electrones).

El óxido de níquel (NiO) es un material óptimo para los contactos selectivos de huecos y se utiliza ampliamente en múltiples tecnologías fotovoltaicas. Las películas de óxido de níquel con espesores del orden del nanómetro (cien mil veces más pequeñas que la anchura de un cabello humano) deben producirse para su uso en células solares de silicio de arquitectura avanzada.

Sin embargo, el proceso actual de desarrollo de membranas nanométricas delgadas de óxido de níquel mediante sputtering es muy caro, ya que los equipos utilizados en su producción tienen que ser importados. Los componentes precursores, como el acetilacetonato de níquel utilizado en el desarrollo de estas membranas, también son extremadamente caros. El coste de esta técnica limita las posibilidades de su uso.

Investigadores del Instituto Indio de Tecnología Mandi (IIT Mandi) han desarrollado un proceso de bajo coste para producir películas ultrafinas de óxidos metálicos a partir de materiales de partida más baratos. En concreto, utilizaron una técnica de deposición química en fase vapor asistida por aerosol para depositar una fina película de óxido de níquel sobre un sustrato de silicio.

“La técnica de deposición química en fase vapor asistida por aerosol puede producir películas finas uniformes y de alta calidad sobre diversas superficies, incluido el silicio, mediante el suministro de un precursor en fase vapor en forma de aerosol”, explica el investigador Kunal Ghosh, que dirigió el estudio. “El aerosol permite depositar con gran precisión una amplia gama de materiales basados en óxidos, lo que lo convierte en un método versátil y rentable para diversas aplicaciones en ciencia e ingeniería de materiales”.

El equipo utilizó nitrato de níquel hexahidratado como sal de níquel y la deposición se realizó a 550 ºC durante un periodo de tiempo de 15 minutos para producir películas de óxido de níquel con un grosor aproximado de 15 nanómetros. Analizaron la morfología y composición de las películas de óxido de níquel producidas mediante diversas técnicas de caracterización.

El proyecto se encuentra aún en las primeras fases de desarrollo. Sin embargo, la tecnología tiene potencial para ser adoptada por la industria. Esta investigación mejorará el proceso de fabricación de dispositivos fotovoltaicos de silicio de arquitectura avanzada, reduciendo el coste y la complejidad de las técnicas comerciales.

“Nuestra investigación demuestra que es posible desarrollar un proceso rentable y escalable para la producción de capas de óxido metálico para células solares”, afirma Ghosh. “Este nuevo método tiene el potencial de revolucionar la industria solar al reducir el coste y la complejidad de las técnicas de producción actuales. Además, como todo el proceso, incluido el equipo, se desarrolla internamente, la propiedad intelectual generada contribuirá a la autosuficiencia de la India en el ámbito de las células solares de silicio de arquitectura avanzada.”

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