WINCOST – Wide band gap Chalcogenide Technologies for cost efficient solar energy applications

WINCOST proposa un ambiciós programa de recerca que es centra en el desenvolupament de sistemes d’energia renovable basats en tecnologies de semiconductors calcogenurs de banda prohibida ampla (1.5 eV – 2.5 eV). El projecte inclou tant dispositius fotovoltaics de nova generació com nous conceptes en l’emmagatzematge de l’energia solar basats en sistemes fotoelectroquímics de major eficiència. El desenvolupament de dispositius eficients basats en tecnologies de capa prima amb capes absorbidores de calcogenurs de banda ampla es fonamental per poder abordar el desenvolupament de les noves generacions de diferents tipus de dispositius que abarquen: i) nous conceptes de dispositius tàndem de molt alta eficiència que es basen en la integració de tecnologies madures de Si cristal·lí amb tecnologies de capa prima de baix cost (combinant el potencial del Si per obtenir valors alts de eficiència amb el potencial de reducció de costos de les tecnologies de calcogenurs); ii) nous conceptes de dispositius semi-transparents per vidres solars i finestres fotovoltaiques; i iii) nous dispositius per a l’obtenció d’hidrògen solar i fotobateries. El projecte inclou un ample equip investigador integrat per físics, químics i enginyers que combina dos grups de recerca de IREC junt amb investigadors de la Universitat de Barcelona i la Universitat Autònoma de Madrid i està coordinat pel grup de Materials i Sistemes per Energia Solar a IREC. El projecte permetrà obtenir un avanç significatiu en el grau de maduresa de les tecnologies de semiconductors calcogenurs de banda ample, que es troben en aquest moment en una fase incipient en el seu desenvolupament, i inclou tant tecnologies basades en calcopirites (compostos Cu(In,Ga)(S,Se)₂) que son compatibles amb processos que ja estan establerts a escala industrial, com solucions basades en tecnologies emergents de kesterites (compostos Cu₂ZnSn(S,Se)₄) i els seus aliatges, que eviten la utilització de materials i elements crítics tant des de el punt de vista de la seva disponibilitat i accessibilitat a l’escorça terrestre com des del punt de vista de la seva toxicitat. El desenvolupament de tecnologies lliures d’aquets elements es especialment rellevant per assegurar la seva capacitat per un escalat sostenible de la seva producció a nivells de producció en massa i fent servir processos industrials amb impacte medio-ambiental molt petit. Això està motivant un interès creixent en la comunitat internacional en les tecnologies de kesterites, camp en el que l’equip investigador del projecte WINCOST es un dels líders a nivell mundial. Aquesta activitat respon a una prioritat estratègica en la recerca en tecnologies fotovoltaiques a IREC que es desenvolupa en forta sinergia amb els principals grups de investigació en el mon actius en aquestes temàtiques. Aquesta forta component de cooperació internacional es veu afavorida pel paper destacat de IREC en la coordinació de projectes rellevants del programa H2020 de la Unió Europea, com el projecte STARCELL (www.starcell.eu ), i respon a una prioritat estratègica en Europa pel lideratge en tecnologies que permetin la producció massiva d’energia elèctrica de forma neta i sostenible i a molt baix cost, afavorint l’accés universal a una energia segura i sostenible basada en la utilització eficient de la principal font d’energia renovable disponible a la terra com es l’energia de la llum del Sol.