BP Solar ofrece su apoyo a nuevas investigaciones sobre el silicio

El Instituto para Elaboración de Cristales (IKZ) de Berlín y BP Solar han firmado recientemente un acuerdo de cooperación para desarrollar un proceso de colocación de silicio sobre cristal. El objetivo es que una fina lámina de silicio cristalino forme una capa semiconductora apta para la fabricación de células solares rentables.

Las carencias actuales en el suministro de silicio de gran pureza para aplicaciones fotovoltaicas han estimulado un gran interés para la generación de investigaciones innovadoras para reducir en gran medida el consumo de silicio en cada vatio de potencia de salida de energía en un módulo solar.

La mayoría de las células solares actuales se fabrican con obleas de silicio provenientes de bloques de cristal producido por fundición de lingotes o por desprendimiento de cristales (método de Czochralski). El grosor de la oblea de silicio es normalmente de 0,20-0,25 mm, pero se precisan 0,40-0,45 mm de silicio en cada oblea para tener en cuenta la pérdida del corte (residuos).

Cuando la luz solar incide sobre una célula solar, casi todo el proceso para la conversión de la luz en energía eléctrica se realiza sobre los 0,02 mm superiores de la oblea. Por lo tanto, si el silicio cuenta con un soporte mecánico sobre un substrato de otro material (como, por ejemplo, el cristal), se puede reducir en gran medida el grosor de las láminas de silicio, reduciendo así la necesidad de esta materia prima.

El problema que surge cuando se deposita silicio sobre un substrato de cristal es que las pequeñas partículas de cristal son normalmente diminutas, incluso después de la recristalización mediante alta temperatura o láser. El principal efecto es la alta densidad en los contornos de las partículas, lo que tiene como resultado una baja eficiencia en las células solares.

El proceso en dos pasos que va a desarrollar el IKZ incluye la nucleación de cristalizados de silicio en sitios distribuidos regularmente sobre una superficie de cristal, a una distancia de, al menos, 0,05 mm unos de otros, y la consiguiente ampliación de estas “semillas” mediante la elaboración de cristales a partir de una solución metálica. El objetivo es conseguir una capa multicristalina continua con un grosor inferior a 0,05 mm. Este proceso de dos pasos para la disposición de silicio ahorra una gran cantidad de este componente, y debería producir unas láminas de silicio sobre cristal apropiadas para la fabricación de células solares eficientes y de bajo coste.

Este proyecto, de 3 años de duración, lo va a realizar el IKZ con el apoyo económico de BP Solar. “Estamos deseando ver la puesta en marcha de esta iniciativa con IKZ, ya que es un complemento natural a nuestros propios avances en tecnología para silicio cristalino,” ha afirmado Eric Daniels, vicepresidente de tecnología en BP Solar.“