Los científicos han desarrollado una técnica para producir estructuras bicapa AZO e i-ZnO/AZO en células solares que mejora enormemente la eficiencia y durabilidad de las células. Utilizando un método de deposición de baja energía que evita aumentar la temperatura del sustrato, el equipo logró una eficiencia de conversión de energía del 9,53 % con buena transmitancia.

Un equipo de investigación internacional ha diseñado un Célula solar de diseleniuro de cobre, indio y galio (CIGSe) basado en un ultrafino dopado con aluminio óxido de zinc (AZO) película con fuerte resistencia laminar.

"Empleamos un método de deposición de baja potencia para la producción de estructuras bicapa AZO e i-ZnO/AZO utilizadas en la célula", dijo el autor correspondiente de la investigación, Ganesh Regmi, y señaló que este enfoque tiene como objetivo mejorar la eficiencia y durabilidad de la célula. "Al utilizar esta técnica, el objetivo es evitar el aumento de la temperatura del sustrato, lo que podría provocar efectos adversos como la implantación de átomos en la capa de sulfuro de cadmio (CdS) y posibles cortocircuitos".

Los científicos dijeron que esta técnica elimina la necesidad de un tratamiento posterior a la deposición, una práctica habitual en los métodos convencionales que puede afectar negativamente la integridad de las capas de células solares. "En las células solares de película delgada CIGS tradicionales de alta eficiencia, comúnmente se emplea como capa de ventana una capa relativamente gruesa de ZnO, con un espesor de 200 a 300 nm", explicó Regmi. "Sin embargo, este enfoque restringe la flexibilidad de las células solares, haciéndolas inadecuadas para determinadas aplicaciones".

El grupo construyó la celda con una monocapa hecha de molibdeno (Mo), el absorbente CIGSe, un una capa amortiguadora de sulfuro de cadmio (CdS), una capa ventana de óxido de zinc (i-ZnO) y una película de óxido de zinc (ZnO). El dispositivo logró una eficiencia de conversión de energía del 9,53%, un voltaje de circuito abierto de 530 mV y densidad de corriente de cortocircuito de 27,34 mA/cm2 y un factor de llenado del 65,78%.

Los académicos afirmaron que las películas de AZO presentaban una buena transmitancia y una morfología bien cristalina, así como una notable conductividad eléctrica. "Este resultado valida la implementación exitosa de los métodos propuestos y proporciona evidencia de la viabilidad potencial de este enfoque", afirmó Regmi.

Describieron el dispositivo en el estudio “Películas ultrafinas de óxido de zinc dopado con aluminio (AZO) depositadas mediante pulverización catódica de radiofrecuencia para células solares flexibles de Cu(In,Ga)Se2”, publicado en Memories – Materials, Devices, Circuits and Systems. El grupo incluye científicos del Centro de Investigación y Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional (Cinvestav) de México y de la Universidad Tribhuvan de Nepal.