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IBM rompe la marca de eficiencia con un novedoso material solar
IBM dice que ha logrado avances técnicos en una tecnología solar que los investigadores esperan que produzca células solares de película delgada eficientes hechas de materiales abundantes.
Los investigadores de IBM trabajaron con la empresa solar japonesa de película delgada Solar Frontier para obtener mayores eficiencias solares para las células solares fabricadas con materiales más abundantes que las células de película fina actuales. Crédito: IBM Research
Los científicos fotovoltaicos de IBM Teodor Todorov y David Mitzi el viernes detalló los hallazgos de un papel que mostró la mayor eficiencia hasta la fecha para las células solares hechas de una combinación de cobre, zinc, estaño y selenio (CZTS). Publicado en Advanced Energy Materials, el documento técnico describía una celda solar CZTS capaz de convertir el 11,1 por ciento de la energía solar en electricidad.
Ese nivel de eficiencia es un salto significativo con respecto al 10.1 por ciento de eficiencia que Mitzi y sus colegas mostraron el año pasado. (Consulte Células solares de eficiencia a partir de materiales más baratos). El documento también argumenta que las células solares CZTS podrían lograr eficiencias lo suficientemente altas como para hacerlas comercialmente viables.
El CZTS de referencia que persigue el grupo de investigación dirigido por IBM es CIGS, células solares hechas de cobre, indio, galio y selenio. En los productos comerciales, la eficiencia de estas células es de aproximadamente un 12 por ciento en paneles solares y un 20 por ciento en laboratorios. Si CZTS pudiera alcanzar el 15 por ciento de eficiencia, podría comenzar a desplazar a CIGS, dice Mitzi.
No hay ninguna razón fundamental por la que sepamos por qué no podemos alcanzar las mismas eficiencias con CZTS que con CIGS, dice. Es uno de los objetivos clave para el campo durante los próximos dos años.
El desarrollo de una alternativa a CIGS no depende tanto del costo como de la disponibilidad de la materia prima para fabricar células, explicó Mitzi. El galio y el indio, que se utilizan en la producción de paneles planos, podrían verse limitados a medida que aumenten los volúmenes solares. Gran parte de la producción de esos elementos se centra en China, agregó.
Reemplazar esos elementos con cobre y estaño más abundantes en las celdas CZTS tiene el potencial de suministrar 500 gigavatios de energía solar, muchas veces más que CIGS, según el periódico. Los investigadores han buscado reemplazar el selenio con azufre más abundante y también abordar la disponibilidad de material.
Hacer que CZTS iguale a CIGS en eficiencia dentro de cinco años es un horizonte de tiempo razonable, dijo Mitzi. IBM está trabajando con compañías solares en la investigación, incluida Solar Frontier, con sede en Japón, que instaló paneles CIGS por valor de 577 megavatios el año pasado. según GTM Research .
Los fabricantes de energía solar han desarrollado paneles solares de película delgada porque prometen ser más baratos. Pero los costos de los procesos solares de silicio existentes se han reducido vertiginosamente en los últimos tres años. (Ver, Los días del perro de la energía solar).
Eso ha hecho que la ventaja de costos de las películas delgadas disminuya. Pero hay varios grupos de investigación que trabajan con CZTS con miras a largo plazo. Estamos construyendo una comprensión de lo que debemos corregir y abordar para obtener un mayor rendimiento, dice Mitzi.