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Updated: Jan 7, 2026
In Situ Monitoring of the Accelerated Performance Degradation of Solar Cells and Modules: A Case Study for CuIn,GaSe2 Solar Cells
Published on: October 3, 2018
Solución acuosa precursora verde para células solares de película delgada de Cu(In,Ga)(S,Se)2 de alto rendimiento
Dongdong Shen1,2, Bowen Liu1,2, Zhuoer Deng1
1State Key Laboratory of Featured Metal Materials and Life-Cycle Safety for Composite Structures; Guangxi Key Laboratory of Processing for Non-ferrous Metals and Featured Materials; MOE Key Laboratory of New Processing Technology for Nonferrous Metals and Materials; School of Resources, Environment and Materials, Guangxi University, Nanning 530004, China.
Los investigadores desarrollaron una solución acuosa verde para células solares de película delgada de diselenuro de sulfuro de cobre y galio (CIGSSe). Este método sostenible evita los disolventes tóxicos y reduce los costos, logrando una eficiencia de conversión de potencia del 14,04%.
Área de la Ciencia:
- Ciencia de Materiales
- Energía Renovable
- Fotovoltaica
Sus antecedentes:
- Las células solares de película delgada de diselenuro de sulfuro de cobre y galio (CIGSSe) son prometedores dispositivos fotovoltaicos de próxima generación con alta eficiencia de conversión de potencia (PCE) y estabilidad.
- La deposición basada en solución ofrece ventajas de costo, pero está limitada por disolventes orgánicos tóxicos y residuos de carbono.
- El desarrollo de métodos de fabricación sostenibles y rentables es crucial para la producción fotovoltaica escalable.
Objetivo del estudio:
- Desarrollar una solución acuosa verde, fácil y rentable para la fabricación de células solares de película delgada CIGSSe de alto rendimiento.
- Abordar las limitaciones de toxicidad y contaminación por carbono asociadas con los métodos convencionales procesados en solución.
- Demostrar la viabilidad del procesamiento a base de agua para la fabricación fotovoltaica sostenible.
Principales métodos:
- Fabricación de células solares de película delgada CIGSSe utilizando una solución precursora acuosa.
- La solución precursora se preparó disolviendo óxido de cobre, óxido de plata, hidróxido de indio, nitrato de galio y tiourea (TU) en ácido sulfámico libre de carbono (H2NSO3H).
- Evaluación de la mojabilidad del precursor en vidrio de cal sodada recubierto de Mo (Mo-SLG) y caracterización del rendimiento de las células solares resultantes.
Principales resultados:
- La solución precursora acuosa exhibió una excelente mojabilidad en Mo-SLG con un ángulo de contacto de 36,70°, asegurando una formación de película uniforme.
- Las células solares CIGSSe fabricadas alcanzaron una eficiencia de conversión de potencia (PCE) récord del 14,04%.
- Las métricas clave de rendimiento incluyeron una densidad de corriente de cortocircuito (Jsc) de 35,42 mA/cm², un voltaje de circuito abierto (Voc) de 0,61 V y un factor de llenado (FF) de 65,00%.
Conclusiones:
- La ruta de procesamiento a base de agua desarrollada elimina con éxito los disolventes orgánicos tóxicos y reduce los costos de fabricación de las células solares CIGSSe.
- Este enfoque verde representa un avance significativo hacia la producción fotovoltaica sostenible y escalable.
- El alto rendimiento logrado demuestra el potencial de las soluciones acuosas para la fabricación de células solares de próxima generación.
