sábado, 19 de febrero de 2011

Científicos cerca de producir celdas solares de amplio espectro


Tradicionalmente, debido a su limitado rango de energía, los semiconductores utilizados en celdas solares han sido capaces unicamente de responder a un limitado segmento del espectro solar, el cual varía de acuerdo al semiconductor empleado. Algunas celdas solares han sido creadas para responder a todo tipo de longitudes de onda, desde infrarrojo de baja frecuencia hasta luz visible e incluso luz ultravioleta, sin embargo por lo general son bastante costosas de producir por lo cual no pueden utilizarse en aplicaciones comerciales. Sin embargo, un nuevo tipo de celda parece que responde a casi todo el espectro y puede ser fabricada usando uno de los procesos de manufactura más comunes en la industria de los semiconductores.

Dado que no existe ninguna aleación de semiconductores que pueda responder a todas las longitudes de onda, el enfoque usado en el pasado ha sido  apilar capas de diferentes conductores, cada una con un determinado rango de energía, y conectarlas en serie. Nueve años atrás, mediante el ajuste en las cantidades de indio y galio en la aleación de nitruro de indio-galio, científicos de la Universidad de Berkeley en California fueron capaces de modificar el rango de energía de este material para que fuera capaz de responder a distintas longitudes de onda. Usando esta tecnología, pudieron crear celdas solares de amplio espectro apilando diferentes versiones de la misma aleación, pero el proceso de producción era bastante complejo.

En el 2004 empezaron a aplicar un enfoque distinto, creando una aleación sencilla de semiconductores bastante distintos, basada en una aleación común de zinc, manganeso y telurio. De esta manera fueron capaces de añadir un tercer rango de energía, entre los del Zinc y el Telurio, mediante el dopaje de la aleación con Oxígeno. Con esto consiguieron producir nuevamente una celda solar de amplio espectro, pero nuevamente el proceso de producción era demasiado complejo y costoso.
Finalmente consiguieron producir otra aleación semiconductora multibanda de nitruro de galio-arsénico, la cual tiene una composición similar aleación de galio-arsénico usada comunmente. En este caso el tercer rango de energía o banda es creado mediante el reemplazo de algunos átomos de arsénico con nitrógeno. A diferencia de los experimentos previos, este material puede ser producido mediante unos de los métodos de fabricación de materiales semiconductores más comunes, conocido como deposición de vapor químico metalorgánico.

Cuando es expuesta a la luz solar, la celda hecha con el nuevo semiconductor respondió a todos los segmentos del espectro, lo cual la convierte en un paso hacia adelante en la fabricación de celdas solares más eficientes que puedan ser fabricadas en masa por medio de métodos convencionales.



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