Un paso de activación post-crecimiento no tóxico de bajo costo para las células solares CdTe

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• Energía renovable Energía renovable.
• Física de los semiconductores Física de los semiconductores

Sus antecedentes:

• El telururo de cadmio (CdTe) es la principal tecnología de células solares de película delgada.
• La fabricación de células solares CdTe se basa en el dopaje con cloruro de cadmio (CdCl2) para la eficiencia.
• CdCl2 es caro y plantea riesgos ambientales y para la salud debido a los iones tóxicos de cadmio.

Objetivo del estudio:

• Investigar la viabilidad de reemplazar CdCl2 con una alternativa más barata y no tóxica en la producción de células solares CdTe.
• Para evaluar el impacto del uso de cloruro de magnesio (MgCl2) en la eficiencia de las células solares y las propiedades del material.

Principales métodos:

• Fabricación de celdas solares CdTe utilizando MgCl2 como dopaje en lugar de CdCl2.
• Comparación de las eficiencias de los dispositivos entre las células solares procesadas con MgCl2 y las procesadas con CdCl2.
• Análisis de las propiedades del material, incluyendo densidad de agujero y perfiles de impurezas (Cl, O, Mg).

Principales resultados:

• Las células solares procesadas con MgCl2 lograron eficiencias comparables a las procesadas con CdCl2 (alrededor del 13%).
• Se observaron densidades de orificios y perfiles de impurezas similares tanto en las células tratadas con MgCl2 como en las tratadas con CdCl2.
• MgCl2 ofrece una reducción significativa de costos (menos de un centavo por gramo) y elimina la toxicidad del cadmio.

Conclusiones:

• El MgCl2 puede reemplazar directamente al CdCl2 en el proceso de fabricación de células solares CdTe existente.
• Esta sustitución reduce efectivamente los costos de fabricación y minimiza los riesgos ambientales asociados con el cadmio.
• El estudio demuestra un camino viable para una producción de células solares CdTe más sostenible y económica.