Una nueva forma de hacer finos y uniformes revestimientos desarrollada en la Universidad de Rice (EE.UU.), podría reducir el coste de fabricación de las células fotoeléctricas de silicio convencionales y abrir el camino a la producción de nuevos tipos de placas solares mucho más eficientes o más baratas que las convencionales.

La tecnología, que deposita la capa de revestimiento en un proceso a baja temperatura mediante líquidos en lugar del proceso habitual a alta temperatura y mediante gases usado en la actualidad, es comercializada por Natcore Technology, una start-up de Red Bank, Nueva Jersey (EE.UU.). La empresa quiere usar la tecnología para sustituir un paso estándar en la fabricación de placas solares convencionales: añadir una capa antirreflectante a las obleas de silicio para que éstas puedan absorber más luz. La empresa también ofrecerá una tecnología antirreflectante  más avanzada, denominada 'silicio negro'.

Además, Natcore está desarrollando aplicaciones más avanzadas usando este proceso, como la fabricación de células solares con nanotubos de carbono o nanocristales denominados 'puntos cuánticos'. Es probable que la empresa tarde años en comercializar este tipo de células fotoeléctricas que podrían superar, con mucho, el rendimiento de las placas solares convencionales. Ya ha habido otros intentos de fabricar nanocélulas, pero Natcore cree que su nueva tecnología de fabricación puede conseguir que resulten asequibles. 

Al sustituir el proceso a altas temperaturas en una planta de fabricación convencional, el proceso con líquido puede reducir los costes de fabricación. El director general de Natcore, Charles Provini, calcula que sustituir una máquina de recubrimiento convencional por una de su empresa podría ahorrarle al fabricante un millón de dólares (unos 770.000 euros) en los gastos de electricidad anuales.

Una de las razones por las que los fabricantes no usan procesos basados en líquidos para producir los recubrimientos es que, hasta ahora, ha sido difícil conseguir que el recubrimiento fuera lo suficientemente uniforme para las células fotoeléctricas. El problema surge en los procesos convencionales de fabricación por deposición con líquidos. El recubrimiento se forma cuando ciertos reactivos en el líquido interactúan con una superficie. Según se va agotando el reactivo, el ratio de deposición cambia, produciendo variaciones en el espesor de la capa. Los investigadores de Rice se enfrentaron a este problema desarrollando un sistema que repone continuamente los reactivos, además de vigilar muy de cerca el espesor de la capa protectora.

Uno de los diseños de nanocélulas avanzados de Natcore implica depositar capas de puntos cuánticos sobre una célula fotoeléctrica de silicio. Los puntos cuánticos están diseñados para absorber los colores que el silicio no absorbe, duplicando potencialmente la eficiencia de las células solares. Esto se ha intentado hacer antes, pero para formar una capa de puntos cuánticos hacía falta una tecnología muy cara y resultaba difícil espaciar los puntos correctamente para evitar descargas eléctricas no deseadas entre ellos. El proceso de Natcore es barato  y proporciona una forma de controlar la colocación de los puntos cuánticos al cubrirlos con una capa de dióxido de silicio que actúa como espaciador. La empresa ha decidido empezar por cubrir células fotoeléctricas convencionales de silicio para que a la industria le resulte más fácil adoptar la tecnología, pero este sistema podría acabar con las obleas de silicio y llegando a una célula fotoeléctrica compuesta exclusivamente por puntos cuánticos que usara varios tipos de puntos para absorber eficazmente toda la gama de longitudes de onda que encontramos en la luz solar.

Otro diseño de Natcore, que está desarrollando con Kodak, implica usar el proceso de deposición mediante líquido para cubrir una red de nanotubos de carbono con un material semiconductor solar para producir células fotoeléctricas delgadas y flexibles. Natcore afirma que las células solares que usaran este diseño podrían ser tan eficientes como las de silicio convencionales, pero que su fabricación costaría aproximadamente la mitad, en parte porque se podrían fabricar con los mismos equipos que Kodak usaba para hacer películas fotográficas. Como las células solares serían ligeras y flexibles, también serían más fáciles de instalar, reduciendo los costes de instalación a la mitad, según cálculos de Natcore. 

Andrew Barron, profesor de química y ciencia de los materiales en la Universidad de Rice, que fue quien desarrolló la tecnología de deposición por líquido, afirma que el diseño basado en nanotubos de carbono está más cerca de la comercialización que el de los puntos cuánticos. Explica que los investigadores han fabricado pequeñas células fotoeléctricas de prototipo y que el trabajo que queda por hacer es resolver los detalles de la fabricación en serie. Las células fotoeléctricas de puntos cuánticos aún están en sus primeras fases de desarrollo, y por ahora los investigadores solo han usado el proceso de deposición por líquido para demostrar que se puede distribuir los puntos cuánticos como se desea. Aún no han fabricado células fotoeléctricas.

Natcore ha recaudado unos 6 millones de dólares (unos 4,6 millones de euros) a través de una oferta pública en una bolsa canadiense. También ha firmado acuerdos de asociación con empresas en China e Italia. La empresa piensa vender licencias de su tecnología a fabricantes en vez de fabricar las células ellos mismos. Actualmente la compañía está probando un prototipo de una máquina de deposición por líquido de tamaño comercial y Provini sostiene que la empresa tiene cuatro fabricantes de células preparados para comprar la versión comercial de la máquina si la compañía cumple con ciertas condiciones técnicas.