El CIEMAT logra fabricar la primera célula solar con grafeno en su electrodo

Un equipo de investigación de la Unidad de Energía Solar Fotovoltaica (UESF) del Departamento de Energía del CIEMAT logra por primera vez incorporar el grafeno en el electrodo de una célula de heterounión de silicio, en el marco del proyecto del Plan Estatal, DIGRAFEN (Dispositivos de Grafeno para la mejora de las Energías Renovables).

Durante estos últimos años, el grafeno es uno de los temas de investigación que más interés está suscitando en la comunidad científica, protagonizando una de las mayores iniciativas europeas conocidas hasta la fecha, la Graphene Flagship. Las propiedades excepcionales de los materiales grafénicos se ponen de manifiesto con el fin de demostrar que su uso mejora las prestaciones de las tecnologías existentes, hecho que comienza a ser una realidad especialmente en el sector de la electrónica.

En el proyecto DIGRAFEN de la convocatoria RETOS de investigación del 2017 la UESF participa activamente formando consorcio con el Departamento de Tecnología del CIEMAT, en concreto la División de Electrónica y la División de Química, y con el Instituto de Sistemas Optoelectrónicos y Microtecnologías (ISOM), perteneciente a la Universidad Politécnica de Madrid. En este proyecto se pretende avanzar no solo en el conocimiento del grafeno, sino también en su aplicabilidad en dispositivos reales tanto de generación como de almacenamiento de energía, este último ámbito liderado por la División de Química; todo ello con el propósito de convertir en realidad el uso de uno de los materiales más prometedores que existen, el grafeno, contribuyendo a la mejora de la generación de una energía limpia y sostenible.

Figura 1: Estructura de célula solar de heterounión de silicio con un electrodo frontal basado en grafeno fabricada y caracterizada en los laboratorios de la UESF y su correspondiente característica corriente-tensión bajo iluminación. En la gráfica se puede apreciar la mejora conseguida al compararla con una célula de heterounión convencional.

A lo largo del transcurso del proyecto, los investigadores Dr. Ignacio Torres Almarza y Dra. Susana Mª Fernández Ruano, ambos pertenecientes a la UESF, han logrado demostrar cómo la incorporación del grafeno mejora las propiedades optoelectrónicas de electrodos conductores transparentes, que se han aplicado por primera vez en células de heterounión de Silicio, lográndose realzar las prestaciones del dispositivo. Este paso constituye un importante logro para el sector fotovoltaico. Los resultados más relevantes derivados de esta investigación han sido recientemente presentados en la 37ª edición de la «European PV Solar Energy Conference and Exhibition (EU PVSEC 2020)», celebrada online los pasados  7 a 11 de septiembre, y se encuentran publicados en acceso abierto en el número especial «Functional materials for energy applications» de la revista Materials International.

Fuente: CIEMAT

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