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Las herramientas de fabricación de chips producen células solares ultraeficientes
Soitec , una empresa de fabricación francesa, dice que ha utilizado técnicas diseñadas para fabricar microprocesadores para producir células solares con una eficiencia récord del 46 por ciento, convirtiendo más del doble de la luz solar en electricidad que las células convencionales.
Una oblea con 500 células solares diminutas, fabricada por Soitec, ha producido un nuevo récord mundial.
Aunque las células son más complicadas de producir, el uso de técnicas de fabricación establecidas promete mantener bajos los costos de producción.
Las células solares ordinarias utilizan un semiconductor para convertir la luz solar en electricidad. Las celdas fabricadas por Soitec tienen cuatro semiconductores, cada uno diseñado para apuntar a una parte diferente del espectro solar. Soitec produjo su primera celda de cuatro semiconductores hace aproximadamente un año. Desde entonces, ha estado mejorando la eficiencia rápidamente y parece en camino de ser la primera empresa en alcanzar el tan esperado hito del 50 por ciento de eficiencia.
En los últimos años, los costos de la energía solar se han reducido en más del 80 por ciento, principalmente porque las empresas han encontrado formas más baratas de fabricar células solares de silicio convencionales. Pero la energía solar sigue siendo más cara que los combustibles fósiles en la mayoría de los lugares.
Soitec es una de varias empresas que intentan reducir los costos al hacer que las celdas solares sean más eficientes, por lo que se necesitan menos para generar la misma cantidad de energía. Eso reduce los costos de instalación, que pueden representar más de la mitad del costo de la energía solar (consulte Paneles solares que se configuran solos). El desafío es lograr altas eficiencias sin aumentar significativamente el costo de fabricación de las celdas.
La combinación de múltiples semiconductores en una celda solar es una idea antigua que es difícil de ejecutar en la práctica. Es posible hacer crecer los materiales semiconductores por separado y luego unirlos, pero eso requiere múltiples plantillas cristalinas, lo cual es costoso y puede resultar en enlaces imperfectos.
Para fabricar sus células solares de cuatro semiconductores, Soitec comienza cultivando dos materiales semiconductores atómicamente compatibles en una plantilla y dos semiconductores compatibles diferentes en otra. A continuación, se retira una de las plantillas para poder reutilizarla (la estructura de la celda solar final dificulta la extracción de la otra). Finalmente, los dos pares de semiconductores se apilan juntos. Soitec ya ha utilizado el proceso de reutilización de la plantilla y unión de los semiconductores durante años para fabricar componentes para microprocesadores y otros dispositivos electrónicos.
La compañía planea comenzar la fabricación de alto volumen de sus celdas de cuatro semiconductores en 2016. Sin embargo, quedan algunas dudas sobre qué tan barato será su proceso. La compañía no proporciona estimaciones específicas del costo por kilovatio de energía solar utilizando su tecnología, diciendo que las cifras dependen de la ubicación.
Otras empresas compiten por ser las primeras en alcanzar una eficiencia del 50 por ciento. Este año, la startup Semprius demostró celdas de cuatro semiconductores que tenían una eficiencia del 44,1 por ciento, y la compañía dice que está en camino de romper el récord mundial el próximo año.