Científicos del Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología Industriales Avanzadas de Japón han investigado las perspectivas de dispositivos fotovoltaicos ligeros y flexibles basados en tecnología de película delgada de cobre, indio, galio y selenio (CIGS).
Describieron sus hallazgos en " Minimódulos solares de Cu(In,Ga)Se 2 ligeros y flexibles: hacia una eficiencia fotovoltaica del 20 % y más ", que se publicó recientemente en Flexible Electronics . Dijeron que su trabajo se limitaba en gran medida a los paneles que se pueden usar en los techos donde se aplican severas restricciones de peso. Sin embargo, también utilizaron cubiertas con superficies curvas y superficies en las que no se pueden utilizar paneles de silicio cristalino (c-Si) convencionales.
“Entre las tecnologías fotovoltaicas de película delgada, las células solares basadas en CIGS son una opción atractiva debido a sus ventajas de eficiencia de conversión de energía relativamente alta, estabilidad a largo plazo, tiempo de recuperación de la energía relativamente corto y pequeña huella de carbono de los productos”, dijeron los científicos. .
Será crucial mejorar el control del dopaje de metales alcalinos en la película CIGS, para ayudar a que la tecnología de módulos solares CIGS alcance una eficiencia de más del 20 % a nivel de módulo. Dijeron que esto depende de la especie de metal alcalino y de los métodos y procesos de dopaje.
“Además del dopaje con metales alcalinos, la aleación de plata (Ag) y azufre (S) para la modificación y el control de la estructura de la banda de energía en los dispositivos CIGS, la mejora en la calidad del cristal a granel y la modificación de la superficie y la interfaz posterior son los temas actuales de interés en la comunidad CIGS”, explicaron los científicos, y señalaron que estas técnicas podrían ayudar a aumentar la eficiencia promedio de los paneles flexibles CIGS de alrededor del 18,5 % actual a más del 20 %.
Los científicos dijeron que la supresión de la recombinación de portadores en la interfaz y en la mayor parte de una célula CIGS es uno de los factores que deben mejorarse para obtener una mayor eficiencia. Identificaron los bordes grabados de los fotoabsorbentes CIGS como una de las posibles causas que conducen a problemas de recombinación.
“Sin embargo, hasta la fecha, solo ha habido unas pocas discusiones sobre el efecto de los bordes trazados mecánicamente en el rendimiento fotovoltaico”, dijeron. "Por lo tanto, en esta sección, el efecto del trazado mecánico (MS), que se ha utilizado como técnica estándar, en el rendimiento fotovoltaico se estudia comparativamente con los bordes formados fotolitográficamente".
La revisión también investiga las variaciones en el rendimiento de CIGS con la intensidad de la luz y sugiere la utilidad de los dispositivos fotovoltaicos de CIGS en condiciones de poca iluminación.
“Para un mayor desarrollo, la mejora del rendimiento de una sola celda CIGS es esencial”, concluyeron. “Se espera que los enfoques basados en la ciencia de los materiales y la física de los dispositivos, incluida la modificación de la superficie y la interfaz, y la calidad del cristal a granel mediante la aleación con Ag o S, u otros elementos, así como el control del dopaje de los metales alcalinos, traigan más avances en la energía fotovoltaica CIGS. ”
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