Fotovoltaica y PVD: hacia la eficiencia energética verde
Un estudio reciente realizado por el CNR de Catania (Consejo Nacional de Investigaciones) ha demostrado una vez más cuánto puede marcar la diferencia la tecnología PVD cuando se habla de sostenibilidad ambiental.
Entre los mayores retos a los que se enfrentan las empresas productoras en los últimos años se encuentran:
- la reducción del consumo de materias tóxicas de uso industrial,
- la disminución de residuos,
- y el mantenimiento de las prestaciones de los productos finales incluso después de la transición green.
El sistema de deposición basado en un método de sputtering modificado llamado gig-lox representa el resultado de nuevas ideas para el desarrollo tecnológico y el fruto de años de investigación en el campo de las energías renovables, especialmente la solar.
El desafío principal se dirige al fotovoltaico de tercera generación con perovskita, que está complementando a la tecnología de silicio en el mercado con rendimientos comparables. Para algunas aplicaciones en las que las células de silicio presentan grandes limitaciones, las células solares de perovskita representan la solución para disponer de energía limpia en cualquier condición y en cantidad suficiente para cubrir cualquier necesidad.
La invención basada en el método gig-lox responde a la necesidad de capturar eficazmente el plomo eventualmente liberado por las células solares de perovskita durante su uso en condiciones extremas, como instalaciones al aire libre dañadas por eventos atmosféricos catastróficos (por ejemplo, granizo).
El descubrimiento de este nuevo método resuelve las preocupaciones relacionadas con la presencia de plomo en la formulación química de las perovskitas, vinculadas a la toxicidad del material. Para comprender la importancia tecnológica de este hallazgo, es fundamental saber que el plomo es imprescindible dentro de las perovskitas, ya que contribuye al alto rendimiento de las células solares. Encontrar una manera de mantener altas prestaciones sin comprometer la seguridad del ecosistema es, por tanto, un tema tecnológico crucial.
Gracias a la integración de una delgada película de dióxido de titanio (TiO₂), conocido por su alta capacidad de absorción de iones metálicos, ha sido posible contener el problema de la dispersión de plomo en el ambiente debido al contacto del material con el agua de lluvia.
Las pruebas han demostrado que una fina capa porosa de TiO₂ logra absorber hasta el 99,8% de las pérdidas de plomo, impidiendo su difusión en el medio ambiente.
El método de deposición por sputtering llamado gig-lox fue desarrollado en los laboratorios del CNR de Catania gracias a la máquina especial diseñada por el CNR-IMM y fabricada por Kenosistec. El proyecto nace de la colaboración del departamento técnico de Kenosistec, dirigido por el Dr. Stefano Perugini, con los investigadores del CNR bajo la coordinación científica de la Dra. Alessandra Alberti.
Las soluciones específicas ideadas contribuyeron de manera decisiva al perfeccionamiento de este nuevo método de deposición, que permite, en esta aplicación concreta para fotovoltaica, reducir significativamente los riesgos asociados al uso del plomo, sin comprometer la eficiencia ni el rendimiento de las células solares de perovskita.
Este logro representa un paso importante en el campo de la energía solar y sienta las bases para un futuro más sostenible, abriendo nuevas perspectivas para la adopción a gran escala industrial de esta tecnología, que puede contribuir de manera decisiva a hacer más sostenible la producción de células solares de perovskita.
