Utilizamos cookies para mejorar su experiencia.Al continuar navegando en este sitio, acepta nuestro uso de cookies.Más información.Los sistemas de paneles solares o fotovoltaicos (PV) se consideran actualmente como la solución más prometedora para el futuro de los suministros de energía renovable.Los sistemas de energía solar pueden obtener energía limpia y pura del sol.Ahora, un equipo de investigadores de la Universidad Tecnológica de Talilinn (TalTech), Estonia, ha presentado su estudio sobre la idoneidad de los monogranos de kesterita en aplicaciones fotovoltaicas y de división de agua.La investigación fue publicada en la revista Thin Solid Films.Estudio: monogranos de kesterita para células solares y aplicaciones de división de agua, crédito de imagen: petrmalinak/Shutterstock.comUno de los problemas a los que se enfrenta el desarrollo de paneles solares es la elección del material, ya que los materiales convencionales con una banda prohibida elevada muestran una estabilidad química deficiente o sufren una absorción de luz limitada.Entonces, esto requiere la adición de otros materiales más caros, como el platino, para evitar la descomposición y actuar como cocatalizador;la desventaja de esto es un mayor costo económico y ambiental.El autor correspondiente Souhaib Oueslati, investigador del Departamento de Materiales y Tecnología Ambiental de TalTech, dice: "La producción directa de combustibles químicos limpios y almacenables, como el hidrógeno a partir de la energía solar, es de suma importancia para los futuros sistemas de energía postcarbono sostenibles".Las aplicaciones de separación de agua pueden convertir la energía solar directamente en energía química en forma de hidrógeno.Sin embargo, el desarrollo de materiales eficientes, estables y asequibles es un requisito clave para aprovechar todo el potencial de la producción electroquímica de hidrógeno a través del método de división del agua."Las kesteritas, como materiales abundantes en la tierra con bajo costo de procesamiento y excelentes propiedades de absorción de luz, son candidatas interesantes para aplicaciones fotovoltaicas y fotoelectroquímicas, en particular en forma de membranas monograno", dice Oueslati.Las kesteritas son un mineral de color negro verdoso descubierto por primera vez en la cuenca Yana de Rusia durante la década de 1950.Son conocidos por su estructura reticular única en la que los átomos de zinc y hierro comparten los mismos sitios reticulares.Tampoco son tóxicos, pero los esfuerzos de investigación anteriores se vieron frustrados por el hecho de que las células basadas en kesterita solo demostraron una eficiencia del 12 % al 15 %; en comparación, las células CIG (cobre, indio y galio) demostraron eficiencias de hasta el 20 %. .Sin embargo, el equipo estonio añadió absorbentes de cristal cultivados por separado para producir un monograno novedoso, que se añadió como capa amortiguadora.La estructura final de la celda produce una celda solar flexible y liviana."El mayor beneficio de la tecnología monograno radica en la simplicidad de crear áreas y formas ilimitadas de absorbentes monocristalinos".afirma Oueslati.Además de la ventaja de hacer crecer el material a una temperatura relativamente alta, la composición química interna y el tamaño de los granos de polvo se pueden controlar fácilmente, lo que conduce a una distribución uniforme de la composición química y la concentración de dopaje después de la síntesis.Souhaib Oueslati, investigador del Departamento de Materiales y Tecnología Ambiental, TalTechEl equipo cree que un gran avance en las membranas monograno a base de kesterita podría convertirse en una de las tecnologías más baratas para la tecnología continua de rollo a rollo de alto rendimiento, además de exhibir resistencia a la degradación, lo que la hace ideal para la aplicación fotovoltaica.A lo largo del estudio, el equipo evaluó específicamente los monogranos Cu2ZnSn(SxSe1-x)4.Con el efecto fotovoltaico utilizado comercialmente en paneles solares para la generación de electricidad, debido a su capacidad para combatir las emisiones de efecto invernadero como fuente de energía limpia, la producción de hidrógeno a través de la división del agua por electrólisis electroquímica y fotovoltaica también ofrece muchas promesas.La capacidad de introducir monogranos de kesterita para su uso en paneles solares y aplicaciones de división de agua ofrece una forma de superar algunos de los desafíos mencionados anteriormente, al aumentar la eficiencia y reducir los costos.Sin embargo, en su estudio, el equipo estonio descubrió que aún era necesario agregar un catalizador a los electrodos de kesterita para mantener ciertas eficiencias: “Modificando la superficie de la kesterita introduciendo una barrera de agujeros para la banda de valencia como SnO2, y agregar un catalizador para la transferencia de electrones es vital para los electrodos investigados”, explicó Oueslati.Si bien se observaron altas eficiencias solares en Cu2ZnSn(SxSe1-x)4, existe la posibilidad de potenciales negativos como resultado de un cambio en el potencial de banda plana.Por lo tanto, a menos que se modifiquen los fotocátodos de kesterita investigados, no proporcionan un fotovoltaje para CE agregado para un dispositivo divisor de agua como resultado de su posición de banda demasiado negativa.“La desventaja de la tecnología de kesterita basada en monograno es la eficiencia limitada de los dispositivos, lo cual es un desafío general para la comunidad de kesterita”, dice Oueslati.Entonces, si bien parece que todavía queda trabajo por hacer para desarrollar completamente los monogranos de kesterita como una solución escalable, el equipo tiene grandes esperanzas de un mayor desarrollo de materiales basados en kesterita como material alternativo en aplicaciones fotovoltaicas y de división de agua en el futuro.S. Oueslati , M. Pilvet , M. Grossberg , M. Kauk-Kuusik , J. Krustok , D. Meissner , Kesterite Monograins for Solar Cells and Water Splitting application, Thin Solid Films (2021), doi: https://www .sciencedirect.com/science/article/pii/S0040609021004648?via%3DihubDescargo de responsabilidad: Las opiniones expresadas aquí son las del autor expresadas en su capacidad privada y no representan necesariamente las opiniones de AZoM.com Limited T/A AZoNetwork, el propietario y operador de este sitio web.Este descargo de responsabilidad forma parte de los Términos y condiciones de uso de este sitio web.David es investigador académico y artista interdisciplinario.La investigación actual de David explora cómo la ciencia y la tecnología, en particular Internet y la inteligencia artificial, se pueden poner en práctica para influir en un nuevo cambio hacia el utopismo y la teoría reemergente de los bienes comunes.Utilice uno de los siguientes formatos para citar este artículo en su ensayo, documento o informe:Cruz, David.(2021, 09 de noviembre).Monogranos de Kesterita: Uso en Paneles Solares y Separación de Agua.AZoM.Recuperado el 26 de agosto de 2022 de https://www.azom.com/news.aspx?newsID=57258.Cruz, David."Monogranos de kesterita: uso en paneles solares y división de agua".AZoM.26 de agosto de 2022.