La silicona negra abarata las células solares.

Un simple tratamiento químico podría reemplazar los caros recubrimientos antireflexión de las células solares, abaratando así el precio de los paneles de silicona. El tratamiento, una inmersión en un baño químico, crea una capa altamente antireflectante de silicona negra en la superficie de las obleas de silicona, lo que reduciría su coste a unos céntimos por watio, según dicen los investigadores del National Renewable Energy laboratory (NREL). Acaban de utilizarlo para crear células solares de silicona negra que tienen la misma eficiencia que las células de silicona del mercado.

Las obleas de silicona cristalina utilizadas actualmente para fabricar células solares están tratadas para crear una superficie determinada, luego recubiertas con una capa antireflectante, generalmente silicona nítrica, utilizando un proceso de vacío. Esta capa adicional incremente el valor de las células solares mejorando su eficiencia — cuantas más veces rebota un fotón alrededor de una célula solar, más posibilidades hay de que genere electricidad. “Creemos que puede ser más barata” dice Howard Branz, científico principal en materiales de silicona y dispositivos del NREL. Incluso con un recubrimiento, la mayor calidad de las células solares de silicona refleja el 3% de la luz que incide sobre ella. El laboratorio de Branz está desarrollando formas baratas de crear silicona negra que apenas refleja la luz.

Oblea semiconductora

Oblea semiconductora. Wikipedia.

Las células prototipo creadas en el NREL son las que mejor rendimiento tienen de las que se hayan creado con silicona negra. Las células de silicona monocristalinas con la superficie negra, sin ningún recubrimiento antireflectante, convierten el 16.8% de la luz que incide sobre ellos, más o menos, el mismo rendimiento que las células tradicionales. El récord anterior para células de silicona negra era del 13.9%.

Para reemplazar los procesos con depósitos de vacío utilizados para tratar la superficie de las obleas de silicona, el laboratorio de Branz ha desarrollado un proceso químico que puede ser realizado a temperatura ambiente y que utiliza un equipamiento que ya está disponible en la mayor parte de las fábricas de paneles solares. Una oblea se sumerge en un baño que contiene una solución de agua con peróxido de hidrógeno, ácido fluorhídrico y ácido cloroaúrico, que se consigue con hidrógeno, cloro y oro. La pequeña cantidad de oro en los baños de ácido actúa como catalizador para las reacciones químicas. Aún no está totalmente claras las reacciones que tienen lugar, pero llevan a la formación de nanopartículas de oro que crean agujeros microscópicos de diferentes tamaños en el agua. Branz dice que el oro puede ser reutilizado.

Este proceso dura 3 minutos a temperatura ambiente y menos de un minuto a 40ºC. El resultado es una oblea de silicona negra, muy absorbente cuya superficie está poblada de pequeños agujeros de diferentes tamaños. Estos poros crean una superficie sin partes afiladas que reflejan la luz. La variedad de tamaños es la clave, porque la profundidad de los agujeros determina qué longitud de onda interacturará con él.

Varios grupos de investigación están desarrollando silicona negra para células solares y otros dispositivos ópticos. Otros han utilizado un proceso multietapa para crear las reacciones que forman los agujeros. Syonix, una empresa con base en MassachussetsSu fórmula para la silicona negra crea un material diferente que el de NREL, pero con propiedaes similares. El cofundador de la compañía, James Carey, dice que esperan entrar en el mercado en un año.

Este artículo ha sido traducido de TechnologyReview y publicado bajo licencia CC by-sa

One Response to La silicona negra abarata las células solares.

  1. Claudio Leiva dice:

    Muy interasante, me gustaria recibir mas informacion sobre lasilicona negra para celulas solares en idioma espanol.

    Gracias

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