Células solares de silicio de heterounión con electrodos transparentes de óxido de estaño sin dopar.

Células solares de heterounión de silicio (SHJ): al depender de la heterounión entre semiconductores con diferentes bandas de energía, son una de las tecnologías fotovoltaicas más prometedoras. Estas celdas tienen una larga historia de excelente eficiencia y estabilidad en la conversión de energía. Sin embargo, su aplicación generalizada se ve limitada por materiales raros y costosos y por la incompatibilidad con los procesos de fabricación existentes.

En un estudio innovador, los científicos propusieron un diseño innovador y una estrategia de fabricación diseñada para reducir el costo de producción de la tecnología solar de SHJ sin comprometer su eficiencia. Los hallazgos, publicados recientemente en la revista Nature Energy, demuestran el potencial de las células solares fabricadas con este nuevo método.

Los investigadores resolvieron con éxito dos desafíos clave, a saber, superar el suministro limitado de indio y el alto costo de la pasta de plata, y idearon una solución rentable y producida en masa. Prepararon con éxito un material de electrodo de óxido de estaño (SnOx) sin dopar mediante pulverización catódica a temperatura ambiente. Estos electrodos transparentes son un componente clave de las células solares SHJ y se fabrican utilizando tecnología de deposición lista para producción en masa que es compatible con los procesos de producción existentes. Según los resultados de las pruebas preliminares, estos materiales muestran un rendimiento excelente, lo que da como resultado un rendimiento excelente de las células solares.

El electrodo de SnOx no dopado tiene un defecto de vacancia de oxígeno nativo y una excelente movilidad y resistividad del portador de 22 cm² V⁻¹ s⁻¹ y 2,38 × 10⁻³ Ω, respectivamente.

cm。 Los resultados mostraron que las células solares SHJ equipadas con electrodos pretransparentes de SnOx sin dopar lograron una excelente eficiencia del 24,91%. Además, las películas de SnOx exhiben una excelente estabilidad química y son resistentes a la corrosión por soluciones ácidas y alcalinas durante el proceso de revestimiento. Para demostrar aún más el potencial de esta innovación, los investigadores desarrollaron células solares SHJ con electrodos de cobre galvanizado y electrodos transparentes bifaciales a base de indio, logrando una eficiencia certificada del 25,94 % (área total 274,4 cm²).

Este último estudio destaca el potencial del SnOx sin dopar como alternativa viable a la fabricación de electrodos transparentes para células solares SHJ, reemplazando al indio y la plata manteniendo al mismo tiempo una alta eficiencia de las células solares, lo que reduce significativamente los costos y la complejidad de producción. Este enfoque innovador tiene el potencial de allanar el camino para la producción y comercialización en masa de la tecnología fotovoltaica de SHJ.