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28 NOVIEMBRE 2022
Investigación y transferencia

Mario Ochoa, investigador de la UC, participa en un estudio para mejorar la eficiencia de las células solares bifaciales de lámina delgada de Cu(In,Ga)Se2

El trabajo, publicado en Nature Energy, implica un gran avance en la eficiencia bifacial de estas células abriendo nuevas oportunidades para el desarrollo de la tecnología CIGS.

​El investigador Mario Ochoa, del grupo de Ingeniería Fotónica del departamento de Tecnología Electrónica e Ingeniería de Sistemas y Automática (TEISA) de la Universidad de Cantabria, participa en el trabajo "Efficiency boost of bifacial Cu(In,Ga)Se2 thin-film solar cells for flexible and tandem applications with silver-assisted low-temperature process", publicado en la revista Nature Energy, en el que se describen las estrategias para el desarrollo de una célula solar bifacial de lámina delgada (CIGS).

Ochoa participó en esta línea de investigación durante su estancia postdoctoral en el laboratorio Swiss-Federal Laboratories for Materials Science and Technology (Empa), y continuó su colaboración, desde la UC, contribuyendo al análisis de resultados a través de simulaciones que ayudan a entender mejor el funcionamiento de la célula solar.

Según explica el investigador, "estas células pueden aprovechar la energía del sol por ambas caras debido a que los contactos eléctricos frontales y posteriores son altamente transparentes a la luz solar. Por lo tanto, se puede conseguir una mayor eficiencia por unidad de área."

Las células solares bifaciales de CIGS han tenido una eficiencia muy limitada cuando se ilumina por la cara posterior. En este trabajo se ha conseguido aumentar significativamente esa eficiencia sin apenas alterar el buen comportamiento optoelectrónico de la célula al ser iluminada por la cara frontal.

La estrategia consiste en utilizar un proceso optimizado de deposición de material que permite mantener la calidad del semiconductor y reducir las pérdidas de potencia en el contacto posterior.

Así, señala Ochoa, "se consiguió evitar la formación de óxido de galio que dificulta el transporte de corriente en la parte posterior de la célula gracias a la implementación de un proceso optimizado de deposición del material a baja temperatura. Hasta ahora, las propiedades electrónicas del material CIGS empeoraban sustancialmente si se crecía a baja temperatura, por lo tanto, la eficiencia se reducía notablemente."

En este trabajo se muestra que la calidad de material crecido a baja temperatura se puede mantener relativamente alta en células bifaciales mediante la optimización del proceso de deposición y añadiendo pequeñas cantidades de plata.

Las células CIGS de lámina delgada pueden depositarse de manera directa en polímeros que permiten que la célula sea flexible. En el artículo se presenta la prueba de concepto de células solares bifaciales y flexibles, así como su posible implementación en arquitecturas tándem (perovskita/CIGS) que permiten mayor aprovechamiento del espectro solar. Este tipo de tecnología fotovoltaica puede encontrar numerosas aplicaciones, por ejemplo, en la integración arquitectónica en edificios, en el sector residencial, en invernaderos, entre otras.




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