Un artículo elaborado por un grupo de académicos, entre ellos, cuatro de nuestro Departamento de Física, fue publicado en la portada de la prestigiosa revista “Progress in Photovaltaics” de su número de abril. La investigación, denominada, “Interface analysis of Ag/n‐type Si contacts in n‐type PERT solar cells”, contó con la contribución de los investigadores Valeria del Campo, Jonathan Correa, Tomás Corrales y Ricardo Henríquez.

La publicación resalta la importancia de cómo pequeñas diferencias, a escalas nanométricas, pueden influenciar en la eficiencia de una celda solar.

“En energía solar fotovoltaica, los paneles más utilizados son de silicio. Para recolectar la corriente que se genera en estos paneles se utilizan franjas de plata que se colocan sobre el silicio. Esas son las líneas blancas que uno ve en los paneles solares. Para colocar esas franjas se utilizan unas pastas que contienen nanopartículas de plata y otros aditivos. Este proceso se llama ‘metalización’. En este trabajo estudiamos cómo influye la cantidad de pasta utilizada en el desempeño de la celda y para explicar esta influencia estudiamos la estructura y las propiedades eléctricas de la interface entre la plata y el silicio” explica Valeria del Campo.

“Esta investigación muestra la sensibilidad de las celdas solares a pequeños cambios en el método de fabricación. En particular, se demuestra que pequeñas diferencias a escalas nanométricas pueden influenciar la eficiencia de una celda solar” agrega Tomás Corrales.

Sobre el impacto científico y tecnológico de esta línea de investigación, del Campo señala que “a nivel científico nos ayuda a entender los procesos de transferencia y transporte de carga eléctrica que ocurre en las celdas solares. A nivel tecnológico puede influir en la forma en que la industria realiza la metalización de los paneles solares para que sean más eficientes en el uso de materiales y en su funcionamiento” enfatiza.

El equipo de investigadores que desarrolló el artículo basado en la investigación que realizaban, sabía que el tema era de gran interés, pero no imaginaron que sería la portada del medio al cual fue enviado el artículo.

“Yo creo que fue elegida portada porque es un estudio multiescala, muy completo, que muestra una correlación entre estructura nanométrica de la celda solar y su eficiencia. Este estudio es de alto impacto porque este tipo de celdas son las que realmente se están instalando en el desierto de Atacama y descubrir cómo mejorar su eficiencia siquiera un 1% ya es un gran logro” señala Corrales.

LOGRO MULTIDISCIPLINARIO

De este grupo, la doctora Valeria del Campo llevaba ya un tiempo investigando en esta área. “En 2015 empecé a trabajar en este y otros temas relacionados con energía solar, en colaboración con el Dr. Pablo Ferrada de la Universidad de Antofagasta. Luego se unió el Dr. Jonathan Correa, quien actualmente hace su postdoctorado y se adjudicó un proyecto Fondecyt de iniciación en el tema. Y recientemente, para el estudio de esta publicación en particular invitamos a los Doctores Ricardo Henríquez y Tomás Corrales, ambos profesores del Departamento de Física. Este trabajo colaborativo ha llevado la investigación al alto nivel en que se encuentra” añade del Campo.

Esta investigación se logró gracias al trabajo conjunto entre nuestro Departamento de Física junto a otras casas de estudios, principalmente debido a la envergadura de esta tarea.

“Ninguna Universidad chilena podría haber realizado todo este estudio de forma individual. Esta publicación requirió de un consorcio de tres universidades chilenas (U. de Antofagasta, U. Santa María y U. de Chile), las cuales fueron apoyadas por un centro de investigación en Alemania. Si no hubiésemos juntado fuerzas, hubiese sido muy difícil llegar a publicar en esta revista, ni mencionar ser portada. Nuestros desafíos en materia de celdas solares son enormes. En mi opinión, el mayor desafío es que las celdas solares no se fabrican en Chile, sino que fueron traídas desde Alemania para este estudio. Creo que debemos avanzar hacia la fabricación de celdas solares a nivel nacional. La materia prima para hacer una celda solar es muy abundante: arena. Todos los países tienen arena, pero no todos lo países tienen la misma inversión en ciencia y ese es el gran desafío: transformar a Chile en un país que puede producir una celda solar desde un puñado de arena” puntualiza Corrales.

En la misma línea de Corrales, Ricardo Henríquez agrega que no solamente este gran logro se debió al trabajo de varias universidades sino que también “hay gente con muy distintas líneas de investigación (incluso áreas), aportando su grano de arena para lograr un artículo de este tipo, o sea, destacar como portada en una revista de alto impacto con un foco más aplicado. La relevancia de la participación de Valeria y Jonathan (Correa) en los macro-proyectos nacionales de energía solar, produce un acercamiento real del resto de integrantes USM, que no estamos tan directamente relacionados con la línea de investigación en celdas solares aplicada.  Esto es un muy buen indicador para que las autoridades en la Universidad entiendan, generen e implementen políticas de desarrollo científico internas, que apunten a la colaboración multidisciplinaria”.

En la práctica, continúa Henríquez, hasta hace un tiempo la USM sólo consideraba en la evaluación de sus investigadores, proyectos en que fueran Investigador Responsables, o sea, castigaba la participación en macro-proyectos como el que generó este artículo.  Esto lamentablemente desincentiva la colaboración, ya que la señal que se da, es que es más conveniente invertir mi tiempo en proyectos de tamaño menor en donde puedo ser el investigador responsable, que colaborar en los de este otro tipo.  Creo que ambos tipos de participaciones (como investigador responsable o co-investigador) son imprescindibles para lograr la investigación multidisciplinaria, base necesaria para alcanzar estadios de desarrollo en la tan preciada innovación, de acuerdo a todas las recomendaciones que dan los expertos mundiales para la obtención de esta manera de desarrollo” añade.

PRÓXIMOS PASOS

La investigación que desarrollarán ahora está enfocada en un proyecto más ambicioso como señala la doctora Valeria del Campo. “Queremos ver la posibilidad de reemplazar la plata en las celdas solares. El postdoctorado Jonathan Correa propone eso en su proyecto Fondecyt de iniciación y cuenta con toda nuestra colaboración para llevarlo a cabo. El trabajo en equipo es fundamental para llevar a cabo investigaciones de esta envergadura” concluye.