Células solares más baratas, a la vista
La eliminación de buena parte de las emisiones de dióxido de carbono procedentes de la producción eléctrica depende en gran medida del desarrollo de alternativas limpias, asequibles y accesibles de generación energética. De todas las fuentes de energía renovable, la solar es la que más posibilidades presenta con diferencia, aunque actualmente las células solares inorgánicas disponibles en el mercado son demasiado caras para competir con las fuentes convencionales de generación. Las CS híbridas inorgánicas-orgánicas, tecnología emergente con gran potencial para su fabricación a bajo coste, se basan en una unión nanoestructurada y combinan materiales orgánicos abundantes y baratos con las ventajas de los materiales inorgánicos en términos de estabilidad y transporte de carga. El proyecto «Characterisation of hybrid inorganic-organic solar cells by advanced spectroscopic methods» (CHOIS), financiado con fondos europeos, buscó reforzar aún más el conocimiento de los mecanismos de funcionamiento de las CS híbridas para conseguir una eficiencia de conversión superior. Inicialmente, el equipo científico utilizó espectrometría de absorción transitoria para caracterizar un avanzado sistema polimérico híbrido de sulfuro de cadmio (CdS). Los resultados obtenidos evidenciaron que las excitaciones del CdS tienen una mayor duración, lo que llevó a la conclusión de que la generación de carga no se limita a tamaños de dominio pequeño. En el caso de los polímeros empleados, el equipo científico también observó los principales procesos de pérdida que limitan la generación de carga. El siguiente paso consistió en utilizar material inorgánico con un espectro de absorción más amplio a fin de aprovechar una parte mayor del espectro solar para generar energía. Se identificaron alternativas prometedoras al CdS por presentar espectros de absorción más amplios, concretamente los sulfuros de bismuto y antimonio, siendo este último el que mostró un mayor nivel de eficiencia de conversión y unas pérdidas de energía mínimas atribuidas a la separación de cargas. A partir de estos hallazgos, el equipo científico propuso nuevas combinaciones de materiales para producir CS híbridas más eficientes. Se fabricaron y probaron capas densas de sulfuro de antimonio en CS con un polímero como conductor de orificio, lo que permitió demostrar una eficiencia superior al 3 %. Teniendo en cuenta que el material inorgánico constituía el principal componente activo, las CS se clasificaron como soluciones a partir de materia inorgánica procesada. El proyecto CHOIS ha contribuido a mejorar el conocimiento de los mecanismos de CS híbridas y encontrar una manera de fabricar células eficientes, aspectos que deberían tanto facilitar el desarrollo de CS híbridas con una heterounión procesada a partir de una solución, como sentar las bases para producir CS alternativas y asequibles.
Palabras clave
Células solares, células solares híbridas, híbrida inorgánica-orgánica, métodos de espectrometría
