Un equipo de investigadores de la Universidad Nacional San Agustín de Arequipa está desarrollando una tecnología revolucionaria en el ámbito de la energía solar. Su proyecto se centra en la creación de películas delgadas de sulfuro de cobre, que servirán como base para la producción de celdas solares y, eventualmente, paneles solares completos.
La investigación, titulada “Optimización de Películas Delgadas Semiconductoras Tipo-P de Sulfuro de Cobre para Potencial Aplicación en Celdas Solares Fotovoltaicas”, es una iniciativa pionera en la región y está respaldada por CONCYTEC a través de la unidad ejecutora ProCiencia.
El objetivo es utilizar un conductor eléctrico que sea amigable con el medio ambiente, facilitando el acceso a una fuente de energía limpia y renovable. Los paneles solares requieren dos tipos de conductores para generar energía, y las películas semiconductoras son esenciales para este proceso.
El físico Julio César Rivera Taco, principal investigador del proyecto, explica que los paneles solares están compuestos por módulos fotovoltaicos formados por celdas, que a su vez están hechas de películas delgadas. Cada celda necesita dos tipos de películas: una con semiconductor tipo P y otra con semiconductor tipo N.
Para producir estas películas delgadas, se emplea un proceso químico de pulverización conocido como catódico de magnetrón (DC Magnetron sputtering), que optimiza las propiedades estructurales, ópticas y eléctricas del sulfuro de cobre (Cu2S).
¿Por qué el uso de sulfuro de cobre?
El sulfuro de cobre se presenta como una alternativa ecológica al silicio, el material convencionalmente usado en paneles solares, prometiendo una notable reducción en los costos de producción y en la contaminación ambiental. Según el investigador, el uso de esta energía limpia resulta en un proceso un 50% menos contaminante y más económico comparado con el silicio, que implica procesos químicos nocivos para el medio ambiente.
“Hoy en día, los paneles solares de silicio son los más comunes en el mercado. El problema del silicio es que cuenta con un proceso químico, que es dañino para el medio ambiente, porque culmina en desechos, que van a un centro de procesamiento”, indicó el físico Rivera.
Próximos pasos
Julio Rivera anunció que continuarán con la investigación y las pruebas necesarias para desarrollar el segundo semiconductor tipo N, completando así el sistema de conducción eléctrica. Aunque el desafío principal del semiconductor tipo P ya ha sido superado, el camino hacia la implementación de esta tecnología sigue adelante.
Arequipa cuenta con varias áreas con alta radiación solar, como La Joya, Majes y Pedregal, que podrían ser idóneas para la aplicación de este proyecto, permitiendo la construcción de futuros parques solares.
El proyecto, que cuenta con la participación de cuatro investigadores y la colaboración de instituciones internacionales como el Centro de Investigaciones en Óptica A.C. de México y la Universidad de Brasilia, ha sido financiado por CONCYTEC con un aporte de 100 mil soles. La investigación se enmarca en el concurso de investigación básica 2022-1, iniciado el 16 de agosto de 2022 y con fecha de finalización el 1 de agosto de 2024.
