Láser ‘Scribing’ para aumentar la eficiencia de las células solares

Aumento de la eficiencia de las células solares de capa fina

Las películas cuando se ensamblan en un arreglo son tan eficientes como los «microcanales» de las películas que ayudan a convertir la luz solar en electrones necesarios para la generación de energía. Hasta ahora, el «trazado» de los microcanales se ha hecho con la ayuda de un palpador mecánico, lo cual es un proceso costoso. También los canales así producidos no son perfectos con ranuras exactas o profundidad uniforme. Ahora, la nueva investigación ha desarrollado una forma de realizar trazado de canales con la ayuda de láseres.

El trazado láser más fácil

El equipo de investigación se centró en las formas de mejorar el trazado de los microcanales. Mejor los microcanales, más eficientes serán las células solares. Intentaron un proceso llamado «ablación en frío» para utilizar rayos láser destellados durante sólo picosegundos, es decir, cuatrillonésimas de segundo. De esta manera, el láser pulsante ayudó a fabricar microcanales con profundidades exactas y contornos bien definidos sin causar ningún daño a las células solares de película ultraplana y también de una manera muy rápida.

Superioridad del’láser de pulso ultracorto’

La idea de utilizar láseres para trazar los microcanales en las células solares de capa fina también se ha probado anteriormente. Pero el control de los láseres para trazar exactamente la profundidad y el contorno correctos fue una tarea bastante difícil. Pero ahora, con la técnica de ablación en frío y el uso de un «láser de pulso ultracorto», el equipo encontró el éxito en la creación de microcanales perfectos. Con esta técnica, el equipo pudo controlar el láser incluso a una profundidad de 10-20 nanómetros.

Éxito del equipo

El equipo espera mejorar la eficiencia de las células solares de capa fina y también reducir el factor de coste. El’láser de pulso ultracorto, el trazado láser ultrarrápido’ y la’técnica de ablación en frío’ mejorarán la eficiencia de las células, y la producción comercial se beneficiará enormemente con esto. Como dice el profesor Yung Shin, «La eficiencia de las células solares depende en gran medida de la precisión de su trazado de los microcanales…. Si se hacen con la mayor precisión posible, la eficiencia aumenta».

El equipo de investigación

El equipo de investigación está formado por Yung Shin, profesor de ingeniería mecánica y director de Purdue University’s Center for Laser-Based Manufacturing , y Gary Cheng, profesor asociado de ingeniería industrial y Martin Yi Zhang, Seunghyun Lee y Wenqian Hu, estudiantes de postgrado. Publicaron un artículo en Proceedings of the 2011 NSF Engineering Research and Innovation Conference este enero. La investigación ha sido financiada por National Science Foundation con una subvención de 425.000 dólares durante tres años.

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