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Científicos Canadienses descubren tecnología de producción de células solares de arseniuro de galio de bajo costo.

【Date:2020-08-28】

Los científicos canadienses han descubierto una tecnología de producción prometedora para las células solares de arseniuro de galio. El cultivo de células directamente sobre sustratos de silicio es una estrategia prometedora que puede reducir los costos de producción excesivamente altos de ciertas tecnologías. Al usar silicio poroso, los científicos pueden dar un gran paso hacia el objetivo de producir células solares III-V de alto rendimiento a un costo menor.

El arseniuro de galio (GaAs) y otros materiales III-V (nombrados de acuerdo con sus agrupaciones en la tabla periódica) son materiales de células solares de alto rendimiento bien conocidos y ocupan la mayoría de los asientos en el registro integral de eficiencia de conversión.

Pero sus costos de producción, que generalmente son de cientos de dólares por vatio, significan que estas baterías se limitan a impulsar satélites, drones y otras áreas de nicho donde el rendimiento de la batería tiene prioridad sobre el costo por vatio de capacidad de generación de energía. Reducir los costos de producción a un nivel en el que las aplicaciones solares convencionales puedan aprovechar su potencial de rendimiento es un tema muy importante En los últimos años, los científicos han propuesto algunos métodos para lograr este objetivo.

El cultivo de capas de GaAs sobre sustratos de silicio es una forma muy prometedora de eliminar las costosas materias primas de germanio al tiempo que permite una producción a mayor escala. Sin embargo, la capa de batería producida por este método tiene muchos defectos, lo que limita el rendimiento de las células solares.

Los científicos dirigidos por la Universidad de Sherbrooke en Canadá han realizado una investigación sobre si reemplazar el silicio cristalino (c-Si) con silicio poroso puede traer mejoras. Los resultados de esta investigación se publicaron en la revista "Solar Materials and Solar Cells", y los resultados mostraron que el uso de silicio poroso en lugar de silicio cristalino en otros procesos consistentes puede lograr un aumento significativo en el factor de llenado y el voltaje de circuito abierto.

Nano heterogeneidad epitaxial;

El equipo utilizó un proceso llamado Nano Hetero-Epitaxial (NHE) para hacer crecer capas de semiconductores en sustratos estampados. El equipo utilizó un proceso de crecimiento de dos pasos: primero, se hizo crecer una capa tampón de GaAs para cerrar los poros de silicio, y luego se depositó la película principal a una temperatura de 565 ° C.

Las células cultivadas en silicio poroso con un tamaño de 1 × 1 mm tienen un factor de llenado del 56%, mientras que las que crecen en silicio cristalino tienen un factor de llenado del 41%. El equipo atribuyó esto a menos defectos en el material, lo que resultó en una menor reorganización y pérdidas parasitarias.

El equipo señaló que el nivel de defectos de la batería producida aún debe reducirse aún más para lograr un rendimiento favorable de la batería, y dijo que vale la pena aumentar la porosidad del silicio para hacerlo más flexible y optimizar mejor la capa amortiguadora en el proceso de crecimiento de dos pasos. Direcciones para futuras investigaciones.


El texto original proviene de PV MAGAZINE.