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FP7

HIPOCIGS — Resultado resumido

Project ID: 241384
Financiado con arreglo a: FP7-ENERGY
País: Alemania

Células solares de película fina para favorecer el crecimiento

Un grupo de investigadores financiado con fondos europeos ha recurrido a tecnologías fotovoltaicas de película fina para aprovechar la energía solar. Aunque comparativamente están menos desarrolladas, estas tecnologías podrían funcionar mejor y acarrear un coste menor.
Células solares de película fina para favorecer el crecimiento
El equipo del proyecto «New concepts for high efficiency and low cost in-line manufactured flexible CIGS solar cells» (HIPOCIGS) desarrolló y probó una serie de procesos de fabricación y materiales nuevos basados en la tecnología de película fina de CIGS (Cobre, Indio, Galio y Selenio) a fin de producir células solares flexibles.

Los costes de producción de células solares son sensibles al precio de las materias primas. La escasez de silicio, al comienzo del proyecto, ha encarecido este material necesario para fabricar células solares basadas en silicio. Esta escasez sirvió de motivación para investigar tecnologías alternativas de película fina. Los investigadores del proyecto HIPOCIGS probaron varios materiales de bajo coste y sustratos flexibles para conseguir un equilibrio entre el coste y la calidad de los materiales deseados y, de esa forma, encontrar la combinación más ventajosa.

La tecnología de película fina se basa en material evaporado o pulverizado a partir de una fuente aplicada como recubrimiento sobre un sustrato flexible. Las películas finas depositadas son minúsculas, con un espesor del orden de micras, por lo que una cantidad muy pequeña de material es suficiente para conseguir el espesor deseado. Por tanto, la utilización de CIGS puede contribuir a una reducción significativa de los costes de fabricación así como a incrementar el rendimiento del proceso productivo.

Los estudios realizados se centraron en distintos tipos de sustrato flexible, por ejemplo poliimidas listas para su producción industrial mediante la utilización de las tecnologías más avanzadas. A diferencia de los sustratos de cristal, los sustratos flexibles requieren un suministro externo de sodio (Na) para conseguir una eficiencia considerable. Además de los distintos métodos de suministro de Na, el equipo investigador del proyecto HIPOCIGS examinó todos los aspectos de deposición de CIGS, incluido el impacto que el espesor de los absorbentes de CIGS tiene sobre el rendimiento de las células solares.

Tras tres años de investigación se consiguió una eficiencia de la célula excelente con distintos sustratos mediante la utilización de deposición de CIGS a baja temperatura a través de la co-evaporación y, lo que es más importante, se logró una eficiencia mayor usando acero esmaltado. Esto fue así porque la composición del esmalte se desarrolló a medida a fin de que también sirviera como fuente de álcali (por ejemplo Na). A la conclusión del proyecto HIPOCIGS, la producción de células solares de película fina de CIGS pasó del laboratorio a las plantas de producción.

Estos resultados y el conocimiento adquirido durante el proyecto deberían situar la investigación fotovoltaica de Europa a la vanguardia de la tecnología CIGS. Gracias a las células solares de película fina de CIGS, el equipo del proyecto HIPOCIGS ha contribuido de manera considerable a crear la próxima generación de energías limpias.

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Palabras clave

Película fina, fotovoltaica, energía solar, CIGS (Cobre, Indio, Galio y Selenio), células solares, silicio, sustrato flexible, poliimida, producción industrial, cristal, acero, esmalte, energía limpia
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