Energía solar a partir de un anticongelante de bajo costo

Un proceso que combina algunos materiales relativamente baratos, y el mismo anticongelante que evita que los radiadores de los automóviles se congelen durante el invierno, puede ser la clave para la producción de energía solar que cueste menos, y sin el uso de compuestos tóxicos.

Estas nanopartículas de sulfuro de cobre zinc estaño se procesan con un anticongelante común para producir celdas solares de buena calidad, que podrían conducir a la producción de energía solar de bajo costo. (Imagen cortesía de la Universidad Estatal de Oregon)

Ingenieros de la Universidad Estatal de Oregón (OSU) han determinado que el glicol de etileno, comúnmente utilizado en los productos anticongelantes, puede ser un disolvente de bajo costo, que funciona bien en un reactor de “flujo continuo” – un método para fabricar celdas solares de película delgada, que fácilmente se puede escalar para la producción en masa a nivel industrial.
La investigación también llegó a la conclusión de que este enfoque funciona con sulfuro de cobre estaño zinc (CZTS), un compuesto de interés en la energía solar, debido a sus excelentes propiedades ópticas y al hecho de que estos materiales son baratos y medioambientalmente benignos.
Por el contrario, muchas celdas solares actuales se fabrican a base de cobre, indio, galio y selenio (CIGS). El indio, que mayormente se produce en China, es relativamente raro y costoso. El año pasado, los precios del indio y del galio, utilizados en las celdas solares CIGS, fueron alrededor de 275 veces mayores que los del zinc que se utiliza en células CZTS.
La tecnología que se desarrolla en OSU utiliza glicol de etileno en los reactores meso-fluídicos, que pueden ofrecer un control preciso de la temperatura, del tiempo de reacción, y de la masa de transporte para producir una mejor calidad cristalina y una mayor uniformidad de las nanopartículas que comprenden la celda solar – que son factores que anticipan un bajo costo de producción de la energía solar.
Este enfoque también es más rápido, ya que el proceso de síntesis de nanopartículas GIGS puede tardar hasta todo un día, mientras que al reactor de flujo continuo le toma media hora. La velocidad adicional de los reactores contribuirá también a la reducción de los costos finales.
El rendimiento de las celdas CZTS actualmente es más bajo que el de las celdas CIGS, dicen los investigadores, pero con una mayor investigación sobre el uso de dopantes, y la optimización adicional que se deberá lograr, se pueden llegar a producir celdas solares CIGS con una eficiencia comparable.
La investigación se publica en Material Letters y se puede leer aquí.
Fuente: Oregon State University