Desarrollo de células solares de banda intermedia (development of intermediate band solar cells)

Abstract

La "célula solar de banda intermedia" es un novedoso concepto fotovoltaico potencialmente más eficiente que la "célula de un gap". Permite la absorción de fotones de energía inferior a dicho gap gracias a una "banda intermedia" situada en el seno de éste. La fotocorriente, enriquecida por la absorción de fotones de baja energía, se inyecta a una tensión elevada -la correspondiente a la separación entre los pseudoniveles de Fermi de portadores mayoritarios en los emisores n+ y p+ entre los que se crece el material de banda intermedia- y sólo limitada por el gap primigenio del semiconductor y no por ninguno de los dos "sub-gaps" en los que la banda intermedia divide éste. La piedra angular sobre la que se yergue el concepto radica en la coexistencia de tres gases de electrones estadísticamente descritos por sus propios pseudoniveles de Fermi. En los albores de los trabajos recopilados en esta Tesis todavía no se había logrado llevar a la práctica este concepto, siendo sus propósitos el desarrollo del mismo y el diseño y fabricación de un prototipo basado en la emergente nano tecnología de "puntos cuánticos auto-organizados" hechos de InAs en GaAs. El análisis de su espectro de electroluminiscencia sugiere la coexistencia de tres gases de electrones caracterizados por sus correspondientes pseudoniveles de Fermi. Su eficiencia cuántica muestra una mayor corriente de cortocircuito que se atribuye a la absorción de fotones de energía menor que el gap. Ambas dos son los pilares en las que se sustenta el concepto de célula de banda intermedia.