Células solares no laboratorio
E de Xapón, volvemos a casa. Recentemente, o Instituto de Tecnoloxía Microelectrónica, un equipo de investigación da Universidade do País Vasco, inaugurou o laboratorio de investigación de células fotovoltaicas na parte tecnolóxica de Zamudio.
O obxectivo do laboratorio é trasladar as investigacións que se realizan no ámbito das células fotovoltaicas ao da industria, que se considera un sector estratéxico de face ao futuro. Co obxectivo de coñecer o traballo que realiza o equipo de investigación, visitamos o novo laboratorio de Zamudio.
O investimento realizado no novo laboratorio do Instituto de Tecnoloxía Microelectrónica ascende a dous millóns de euros. en 1.100 metros cadrados se apilan salas brancas e máquinas punteiras. Nunha
das investigacións, por exemplo, están a desenvolverse sistemas de medición da calidade dos oblees. Por unha banda, a medición realízase a través da electroluminiscencia, que consiste en aplicar a tensión ao oble de silicio e analizar a imaxe de luz infravermella que emite a través dunha cámara. Con este sistema pódense ver micropitzaciones na pantalla. Tamén se están realizando medicións con outro sistema baseado na fotoluminiscencia.
NEKANE AZKONA; TIM, UPV/EHU: E o que facemos é excitar as células coa luz e logo recollemos o que emite no infravermello. En función disto vemos si esta célula é boa ou non. Desta maneira, conséguese sacar unha imaxe e ver onde están os problemas e onde non nunha célula, onde están as gretas e outras cousas polo estilo. E o que queremos facer é agora saber cal é a semi-vida, un valor, non unha imaxe, porque iso é relativo, e o que queremos é saber un valor determinado.
Evidentemente, as caras dos obedecientes parecen planas, pero non o son. A súa textura é de micropirámides, forma necesaria para absorber a luz solar. Para realizar micropirámides, o silicio é atacado con diferentes sustancias químicas. Este proceso é moi lento na actualidade e emprega moitas sustancias químicas. No laboratorio, o tempo dedicado á fabricación de micropirámides reduciuse de 40 a 15 minutos, e xa foi trasladado ao
sector industrial. VANESSA FANO; TIM, UPV/EHU: Estamos en contacto cunha empresa de Zarautz, Lumiplaste, dedicada á elaboración de produtos impresos. Estamos a desenvolver unha máquina deste tipo, e si todo vai ben, suporá unha gran innovación no mercado, xa que aínda ninguén conseguiu sacar unha máquina que vai realizar a entrega da textura de forma continua. Isto sería o primeiro.
Estamos en colaboración cunha empresa de Zarauz, Lumiplast, que se dedica ao deseño de maquinaria para facer produto impreso, estamos obrigados que equipo que si vai ben unha gran innovación no mercado, porque ningunha empresa conseguiu sacar un equipo de texturado que opere en contínuo. Hori hori dá lehen makina. O oblea introdúcese
por unha banda da máquina, dáse un baño en varios produtos químicos e logo límpase. Grazas a este proceso, a capacidade dos oblees para reflectir a luz diminuíu até un 10%, é dicir, absorben a maior parte da luz.
Nesta parte do laboratorio colócase unha capa metálica coa serigrafía. Até agora, na maioría das capas utilizouse aluminio, pero na investigación está a utilizarse boro.
NEKANE AZKONA; TIM, UPV/EHU: Si colócase o aluminio na parte superior, obtense un BSC e entón o perfil sobe e poden saír máis electróns, pero ten dúas desvantaxes. Por unha banda, que non deixa pasar a luz, unha diferenza que non se pode utilizar para recibir a luz; e por outro, porque as células son cada vez máis finas, as células vólvense máis rudas e ás veces rompen, e co boro non ocorre, e ademais as células poden facerse bifaciales. Logo pódense colocar nun sitio, por exemplo, onde hai terra, ou pintando o solo en branco, por exemplo, e entón collemos a luz dun e outro lado.
Para fixar a capa metálica introdúcese o oblea no forno de cadea. Ademais
da serigrafía, tamén utilizan a cámara sen carga para crear estas capas
metálicas. CRISTINA MONTALBAN; TIM, UPV/EHU: Esta campá sen carga superior utilízase para a deposición de materiais, sobre todo de metais. Conséguese deposición de capas moi finas e totalmente controladas. Conseguimos controlar moi ben as velocidades de deposición sobre o substrato de silicio.
Esta campá de alto baleirou utilízase para facer deposiciones de materiais, principalmente metais. Contrólanse moi ben. Realízanse habitualmente as velocidades de baixada sobre os substratos de silicio. Os
fornos de laboratorio traballan entre 800 e 1.000 graos centígrados. A súa misión é facer que as bases dos obedecientes sométanse a un material semiconductor, na maioría dos casos fósforo. Así se forman as células solares, o que lles permite xerar electricidade ao recibir a luz do sol.
Como se ve, o proceso é lento. Os obles deben introducirse e retirarse lentamente do forno para que non se deterioren polo quecemento brusco.
Neste campo os fornos son o presente e o láser o futuro.
ALOÑA OTAEGI; TIM, UPV/EHU: Investigamos a dopaxe. De feito, para que o silicio dea corrente, é necesario introducir unhas primeiras cavidades, talles como o fósforo. Entón o que facemos é colocar o oblata desta maneira, dispersar e meter unha pasta aquí, na plataforma. Entón, ao pola na plataforma, daquela a plataforma pechar e o que facemos é actuar co láser. O láser ponse en marcha e vese un raio. O que fai este raio é abrandar a masa e abrandar a superficie do silicio. Entón, cando está abrandado, a masa entra e o fósforo dispérsase a través do silicio. O que se consegue é introducir estas espurezas de fósforo. Hoxe en día no mercado ou na industria, a través dos fornos, colócase o forno a 800 graos, e a temperaturas moi altas, e o que facemos aquí é un proceso máis limpo. Neste
laboratorio, as investigacións sobre células fotovoltaicas atópanse en moitas situacións: desde as que están en fase inicial até as que están en proceso de patente.
KENT VARNER; TIM, UPV/EHU: Antes da miña chegada, os investigadores do instituto iniciaran os trámites para a obtención dunha patente de deseño. É o deseño dunha célula solar con contactos no reverso. Con isto quero dicir que si miras esta célula, que é unha célula solar convencional, vese que ten raias metálicas, estas raias esbrancuxadas. O silicio é azul.
Despois, no reverso, ten outros relatos, e nun lado é positivo e no outro negativo. Nós temos outro deseño, que non ten este tipo de contacto na parte dianteira, como se ve neste substrato de silicio. E que vantaxes ten? É evidente que estes contactos actúan como sombras. Por iso, a luz que se recibe non ten a capacidade de atravesar o metal e pérdese. Con elas, con todo, ao non dispor de metal na parte dianteira, xa que todos están detrás, a eficiencia aumenta, xa que se pode utilizar toda a superficie do oble.
Antes de que chegase a este grupo, os investigadores do instituto empezaran os trámites para sacar unha patente dun deseño propio. É un deseño dunha célula solar que ten contactos. O que quero dicir con iso é que si ti miras esta célula, unha célula solar convencional. hori dá egin dá... Hori dá silicio.
Logo na cara posterior que ten outros contactos, e entón tes o menos e o mais que están nestoutra cara. Pero logo, nós temos un deseño, como veís neste substrato de silicio, no que non existen contactos metálicos na cara frontal. eta zergatik? Pois verás que eses contactos dan sombra. Entón a luz que chega non penetra o metal, entón tes, deficiencia por iso. Pero nisto, xa que non tes eses metais na cara frontal, están todos na cara, podes aumentar a eficiencia porque aproveitar toda a superfície da oblea. No laboratorio, polo momento, hai un equipo de
25 investigadores, aínda que se espera que chegue aos 40. O obxectivo de todos eles é atopar as vías e sistemas que permitan un mellor aproveitamento da enerxía solar.
Buletina
Bidali zure helbide elektronikoa eta jaso asteroko buletina zure sarrera-ontzian
