Científicos del grupo de óptica del departamento de Física Básica de la Universidad de La Laguna, liderados por el doctor Ricardo Guerrero Lemus, presentaron en la 15th International Photovoltaic Science and Engineering Conference, celebrada entre los días 11 y 15 de octubre en Shanghai, la primera célula fotovoltaica fabricada íntegramente por investigadores de la institución académica canaria.
La célula fotovoltaica, de un tamaño de 100 x 100 milímetros y 300 micras de espesor, fue fabricada sobre un substrato de silicio monocristal y alcanzó un valor de eficiencia de conversión de energía solar en energía eléctrica cerca del 15%, valor que se ha considerado muy exitoso en función de la tecnología empleada. Por ello la organización del congreso consideró adecuada la exposición oral de estos resultados en el simposio dedicado a células fotovoltaicas basadas en la tecnología del silicio.
«Para nosotros», señala Lemus, «haber sido seleccionados para la exposición oral ya era un buen presagio del éxito de nuestro trabajo. Ha supuesto la culminación de una labor de más de cuatro años, en el que hemos ido aprendiendo a realizar cada uno de los pasos en el proceso de fabricación de las células a partir de multitud de estancias de distintos miembros del grupo en Alemania».
La tecnología empelada consiste en la utilización de un substrato de silicio tipo-p al que se somete a un proceso de texturización superficial en una disolución alcalina para mejorar sus propiedades antirreflejantes. Posteriormente se procede a la formación del emisor y al recubrimiento de la superficie con una fina capa de nitruro de silicio, que garantiza la estabilidad de las propiedades eléctricas. Finalmente, los contactos metálicos se realizan por el método de «screen printing».
La novedad en el proceso de fabricación reside en la disolución alcalina utilizada en el proceso de texturizado, basada en un compuesto de carbonato sódico, lo cual es una alternativa al proceso convencional, basado en el hidróxido potásico e IPA. Las principales ventajas de la utilización de compuestos de carbonato sódico son la necesidad de un menor tiempo para la realización del proceso de texturizado, su menor precio frente a las disoluciones convencionales, las mejores garantías de seguridad a los trabajadores en su manipulación y un mayor respeto al medio ambiente.
El trabajo de desarrollo de las células fotovoltaicas se hizo en colaboración con el centro del Institut Fraunhofer fr Solare Energiesysteme (ISE-FhG) situado en Gelsenkirchen (Alemania), financiado por el Ministerio de Educación y Ciencia español, el Ministerio de Ciencia alemán y la Comunidad Autónoma de Canarias.
«La tecnología empleada es idéntica a la utilizada en la industria fotovoltaica para producir células de silicio de bajo coste, por lo que ya en este congreso ha habido una serie de empresas de distintos países interesadas en la transferencia de la tecnología, algo de lo que se encarga directamente el ISE-FhG», recalca el investigador.
A partir de este punto, el grupo de óptica de la ULL va a continuar realizando su trabajo de I+D tratando de mejorar la eficiencia de las células fotovoltaicas utilizando substratos de silicio de mejor calidad y optimizando cada uno de los pasos en el proceso de fabricación. «La idea que tenemos es sustituir en proceso de establecimiento de contactos metálicos mediante ‘screen printing’ por otro que pretendemos realizar dentro de una campana de vacío, y también queremos combinar la capa de nitruro de silicio con algún otro compuesto semiconductor».
