Los investigadores de Australia's Global University (UNSW) han superado el 10% de eficiencia para una célula basada en cobre, zinc, sulfuro de estaño y sulfuro de kesterita. Es la cuarta vez en dos años que el grupo establece un nuevo récord de eficiencia de celdas basadas en dichos materiales.
Los científicos de UNSW han superado el 10% de eficiencia en una célula solar CZTS. La celda fotovoltaica de 1,11 cm² representa la primera vez que se ha logrado tal eficiencia en la escala de centímetros. El récord mundial de una célula CZTS se estableció en el 12,6% por el productor japonés de película fina Solar Frontier en 2013 . Esto, sin embargo, se logró usando una celda que mide solo 0,4 cm².
El grupo de investigación que rompió el récord, dirigido por el becario de Scientia de UNSW, Xiaojing Hao, también posee el récord de eficiencia para un dispositivo CZTS de 'tamaño completo', con un 7,6%.
Las células solares Cu 2 ZnSnS 4 con más del 10% de eficiencia de conversión de energía habilitada por el estudio de tratamiento térmico de heterounión , publicado en la revista Nature Energy, describen un tratamiento térmico que reduce la recombinación en la célula, aumentando la eficiencia.
Aunque su eficiencia está muy por debajo de los productos solares comerciales actuales, CZTS es un material popular para los investigadores que buscan crear nuevos conceptos de células altamente eficientes gracias a su uso de materiales baratos, abundantes y no tóxicos, así como a su flexibilidad en la producción.
Los investigadores de UNSW señalan que con mayores aumentos de la eficiencia, CZTS ofrecería varias ventajas sobre las actuales tecnologías fotovoltaicas de película delgada, eliminando la dependencia de materiales raros y costosos o sustancias tóxicas como el cadmio. Las células también podrían ser adecuadas para aplicaciones flexibles, así como para células en tándem.
'El material relacionado con CZTS tiene la posibilidad de ser utilizado en una celda tándem con silicio, ya que su bandgap puede ajustarse fácilmente en un amplio rango cuando se alea con otros elementos, lo que lo hace compatible con los requisitos de banda prohibida para las células superiores del tándem pilas ', dice Xiaojing. 'El requisito previo clave para tal desarrollo es que debemos lograr que la eficiencia de CZTS supere el 20 por ciento para que podamos ver una eficiencia energética total de más del 30 por ciento'.
Xiaojing planea buscar financiamiento para un proyecto que investiga la tecnología CZTS a fines de año, y cree que su equipo está en camino de lograr mayores aumentos de eficiencia. También está trabajando en un proyecto con el profesor de UNSW Martin Green,investigando materiales similares como candidatos para células tándem con silicio. 'Para cada cambio de eficiencia, necesitamos una tecnología de cambio de pasos', agrega Xiaojing. 'Con CZTS, todavía hay muchas cosas que no sabemos. Desentrañar estas incógnitas es la aventura más emocionante '.