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Cambio Climático

La nano tinta le da nuevo impulso a las células solares de silicio

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El silicio impreso por inyección de tinta incrementa la eficiencia de las células solares.

  • por Katherine Bourzac | traducido por Francisco Reyes (Opinno)
  • 18 Septiembre, 2009

Una compañía de California está utilizando tinta de silicio estampada sobre obleas de silicio para aumentar la eficiencia de las células solares. Innovalight, con sede en Sunnyvale, California, afirma que el proceso de inyección de tinta es más económico y obtiene un grado de eficiencia solar más alto. Mediante este proceso, la compañía ha fabricado células con una eficiencia del 18 por ciento.

Innovalight se ha asociado con el fabricante de células solares JA Solar, con sede central en Shanghai, y que tiene planes para integrar la tecnología de impresión por inyección de tinta dentro de sus cadenas de manufactura. Las células solares resultantes deberían llegar al mercado el año próximo.

Es posible incrementar la eficiencia de las células solares mediante el estampado del silicio de modo que se mejore la absorción de luz de alta energía y longitud de onda corta. No obstante, normalmente esto requiere que se añadan varios pasos de grabado al proceso de manufactura, y “cuesta mucho dinero fabricar utilizando los procesos estándar” este tipo de arquitectura de célula, afirma Homer Antoniadis, director tecnológico de Innovalight.

Innovalight no ha hecho públicos los costes que suponen el añadido de tinta a las células solares, aunque si el proceso de la compañía logra alcanzar tales ganancias de eficiencia a un precio más barato, podría ayudar a que la energía solar fuese una fuente de electricidad más competitiva. La compañía ha desarrollado unas tintas de silicio que se pueden estampar utilizando la tecnología de impresión por inyección de tinta de OTB Solar, una compañía con sede central en Eindhoven, en los Países Bajos.

La tinta de Innovalight es una suspensión que contiene nanocristales de silicio. Aunque esta receta es una marca registrada, Antoniadis afirma que la compañía tiene buen control sobre dos factores principales: el tamaño de los nanocristales y la capacidad de imprimirlos. Al hacer los cristales de sólo unos pocos de nanómetros de diámetro, la compañía ha logrado bajar la temperatura necesaria para unirlos a la oblea sobre la que se depositan. La tinta de silicio contiene un componente orgánico que ayuda a suspender el silicio, que de otra manera tiene a hundirse en el fondo, lo que hace que el líquido sea compatible con la impresión de inyección de tinta. Puesto que este proceso requiere temperaturas más bajas y se puede llevar a cabo en obleas de silicio más delgadas que las que se utilizan en la manufactura de células convencionales, todo esto ayuda a que el precio se reduzca, según informa el director general de Innovalight, Conrad Burke.

La eficiencia media del 18 por ciento de las células solares fabricadas en la planta piloto de Innovalight en California ha sido confirmada de forma independiente por el Laboratorio Nacional de Energía Renovable. Sin utilizar la técnica de impresión por inyección de tinta, la eficiencia de las células sería de un 16,5 a un 17 por ciento, señala Antoniadis.

“El record de eficiencia conseguido por una célula solar de silicio en el laboratorio es del 25 por ciento,” afirma Matthew Beard, científico senior en el centro de investigación del Laboratorio Nacional en Golden, Colorado, y que no estuvo involucrado en las pruebas. Sin embargo, y según señala Beard, “si logran alcanzar un 18 por ciento de eficiencia a un coste más bajo, eso sería algo significativo.”

Cyrus Wadia, científico investigador en el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, está de acuerdo y añade que puesto que el aumento de eficiencia es modesto, “la parte más importante es el coste.” Wadia calcula que la impresión de tinta de silicio tendría que añadir menos de un 13 por ciento, aproximadamente, al coste total de la célula para que mereciese la pena.”

La promesa final de la tinta de silicio es que podría utilizarse para fabricar una célula solar entera, eliminando la necesidad de usar la oblea por completo, afirma Wadia, que se encuentra en fase de desarrollo de nanomateriales con este mismo objetivo en mente.

“En principio, esto es posible,” afirma Antoniadis, “pero requerirá una mayor cantidad de desarrollo y de tiempo.” Innovalight ha desarrollado tintas de silicio capaces de conducir cargas tanto positivas como negativas—los materiales principales de una célula solar. No obstante la compañía tiene como primer objetivo conseguir la aplicación silicio-sobre-silicio, afirma Antoniadis, puesto que “necesitamos que el material adquiera valor en el periodo de tiempo más corto.”

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