Las células solares de CdTe se desarrollaron por primera vez en los Estados Unidos y representan aproximadamente el 20 por ciento del mercado estadounidense de módulos solares. El Consorcio tiene la intención de impulsar los avances tecnológicos en la fabricación de CdTe que ayudarán a aumentar la competitividad de Estados Unidos, impulsar la innovación nacional y apoyar el despliegue de electricidad limpia que respalda el objetivo del presidente Biden de lograr una economía neta cero para 2050.
NREL publicó el aviso de solicitud de propuesta para proyectos pequeños en septiembre de 2022, y se seleccionaron los siguientes seis proyectos:
Universidad de Utah
Investigadores de la Universidad de Utah desarrollarán pilas bicapa para contactos posteriores con absorbentes CdSeTe/CdTe de última generación. Los investigadores se centrarán en materiales de tipo p que tengan una alineación del nivel de energía que prediga la selectividad de los agujeros, sean susceptibles de pasivación y tengan un amplio espacio para proporcionar transparencia para mejorar la bifacialidad o la óptica de la célula de espejo trasero.
El equipo planea obtener pilas de absorbentes de última generación de los socios de CTAC y fabricar contactos posteriores pulverizados, y continuará desarrollando nuestras técnicas de espectroscopia SPV y fotovoltaje de superficie para caracterizar la estructura de la banda de contacto posterior, las trampas y la actividad de recombinación.
Universidad de Delaware
Investigadores de la Universidad de Delaware tienen la intención de desarrollar nuevos enfoques para el procesamiento de células solares Cd 1-x Zn x Te que superen las dificultades informadas anteriormente, como la activación y pasivación ineficaces del cloruro, que impidieron la realización de un alto rendimiento con un mayor voltaje de circuito abierto ( VOC ) relativo a CdTe .
El enfoque se basará en dos hipótesis: la modificación del crecimiento de la película, incluida la incorporación de antimonio in situ, puede formar películas más equilibradas con defectos reducidos y tamaños de grano mejorados, lo que reduce la necesidad de activación a alta temperatura; y las químicas alternativas de activación de haluros durante los tratamientos posteriores a la deposición pueden minimizar los efectos nocivos de la activación del cloruro de cadmio (CdCl 2 ). Un objetivo final del proyecto es confirmar la viabilidad de Cd 1-x Zn x Te mediante la demostración de una celda solar de película delgada con V OC ≥ 1,0 V.
Universidad del Sur de Florida
Investigadores de la Universidad del Sur de Florida desarrollarán arquitecturas de dispositivos alternativas basadas en absorbentes de película delgada CdTe/CdSe X Te 1- X ( CST ) de tipo n para crear oportunidades que superen las limitaciones de eficiencia asociadas con la tecnología de punta actual. -células solares tipo CdTe/CST.
El proyecto tiene como objetivo aprovechar los avances en las películas de n-CdTe/CST que demostraron el dopaje de tipo n de los grupos III y VII para las películas de CdTe. El equipo se centrará en el desarrollo de parejas de heterounión de tipo p para absorbedores de n-CdTe/CST.
Universidad de Ciencia y Tecnología de Missouri
Los investigadores de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Missouri planean mejorar la recuperación de telerio (Te) del procesamiento de cobre (CP) mediante la optimización de las operaciones actuales para capturar el Te, el oro (Au) y la plata (Ag) que actualmente se pierden por las colas.
El alcance del trabajo incluye: análisis mineralógico avanzado de diferentes flujos de procesamiento del circuito de flotación de minerales CP para identificar los portadores de Te y los modos de ocurrencia (es decir, Te en la red cristalina frente a inclusiones ricas en Te en minerales más grandes); evaluación de diferentes enfoques y opciones de diagramas de flujo para mejorar la separación de minerales de Te, Ag y Au de las corrientes de procesamiento de minerales de CP; y evaluación técnico-económica para estimar los costos operativos y de capital de los diagramas de flujo desarrollados para una implementación exitosa, lo que podría aumentar la producción nacional de Te a partir de minerales CP en al menos un 50 por ciento.
Universidad del estado de Arizona
Los investigadores de la Universidad Estatal de Arizona combinarán el poder de la microscopía de rayos X duros (XRM) y las espectroscopias electrónicas y de rayos X blandos para sondear dispositivos y absorbentes de CdSeTe dopados con arsénico (As). XRM probará la distribución química, el entorno atómico y la colección actual a nanoescala para los bordes de absorción de As y selenio (Se). Las espectroscopias electrónicas y de rayos X blandos permitirán una determinación de integración de área de la estructura electrónica en superficies (bordes de banda, banda prohibida de superficie) e interfaces (alineación de banda), además del entorno de enlace químico del azufre (S), cloro ( Cl) y oxígeno (O) en el dispositivo.
El equipo está abordando dos preguntas principales: ¿Cómo evolucionan los estados químicos del As (y los átomos vecinos) entre la deposición inicial y la postactivación? ¿Qué factores estresantes y procesos mejoran o previenen la activación de los dopantes As?
Universidad de Utah
Investigadores de la Universidad de Utah evaluarán el papel de las microestructuras en dispositivos CdTe avanzados. El objetivo es mejorar el voltaje de circuito abierto limitante mientras se retienen los valores máximos de corriente de cortocircuito y factor de llenado de las células solares CdTe mediante el desarrollo de una arquitectura novedosa basada en una comprensión integral de la dinámica del portador local. El equipo planea investigar las características interfaciales y microestructurales de las células solares avanzadas de CdTe (CdSe (1-x) Te x ) Emisor pasivo y contacto posterior (PERC).
Una plataforma de matriz de microcontactos con geometría de patrón ajustable permitirá mediciones de transporte global (CdTe PERC modelado) y local, delineando la contribución del volumen de grano y los límites de grano al rendimiento fotovoltaico general. Usando microscopía electrónica/óptica complementaria, correlacionaremos las características de transporte con las propiedades microestructurales de cada conjunto de muestras (p. ej., PERC de CdTe dopado con GrV frente a CdTe dopado con cobre (Cu).
NREL servirá como centro de recursos, soporte y análisis técnico a medida que el consorcio desarrolle una hoja de ruta tecnológica, realice investigaciones para cumplir los objetivos establecidos en la hoja de ruta y evalúe regularmente la cadena de suministro nacional de CdTe en busca de desafíos y oportunidades.
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