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Impacto en los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS)

Análisis de autorías institucional

Del Cañizo C.Autor o CoautorFuertes Marrón D.Autor o CoautorDasilva Villanueva N.Autor o CoautorCaballero L.j.Autor o Coautor

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Production of upgraded metallurgical-grade silicon for a low-cost, high-efficiency, and reliable PV technology

Publicado en:Frontiers In Photonics. 5 - 2024-01-01 5(), DOI: 10.3389/fphot.2024.1331030

Autores: Míguez Novoa JM; Hoffmann V; Forniés E; Mendez L; Tojeiro M; Ruiz F; Funes M; del Cañizo C; Fuertes Marrón D; Dasilva Villanueva N; Caballero LJ; Arıkan B; Turan R; Canar HH; Sánchez Plaza G

Afiliaciones

Aurinka PV Group; Rivas-Vaciamadrid; Spain - Autor o Coautor
FerroGlobe; Arteixo; Spain - Autor o Coautor
Instituto de Energía Solar; ETSI Telecomunicación; Universidad Politécnica de Madrid; Madrid; Spain - Autor o Coautor
Nanophotonics Technology Center–Universidad Politécnica de Valencia; Valencia; Spain - Autor o Coautor
ODTÜ-GÜNAM (Center for Solar Energy Research and Applications); Ankara; Turkey - Autor o Coautor
ODTÜ-GÜNAM (Center for Solar Energy Research and Applications); Ankara; Turkey; Department of Physics; Middle East Technical University; Ankara; Turkey - Autor o Coautor
ODTÜ-GÜNAM (Center for Solar Energy Research and Applications); Ankara; Turkey; Micro and Nanotechnology; Middle East Technical University; Ankara; Turkey - Autor o Coautor
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Resumen

Upgraded metallurgical-grade silicon (UMG-Si) has the potential to reduce the cost of photovoltaic (PV) technology and improve its environmental profile. In this contribution, we summarize the extensive work made in the research and development of UMG technology for PV, which has led to the demonstration of UMG-Si as a competitive alternative to polysilicon for the production of high-efficiency multicrystalline solar cells and modules. The tailoring of the processing steps along the complete Ferrosolar’s UMG-Si manufacturing value chain is addressed, commencing with the purification stage that results in a moderately compensated material due to the presence of phosphorous and boron. Gallium is added as a dopant at the crystallization stage to obtain a uniform resistivity profile of ∼1 Ω cm along the ingot height. Defect engineering techniques based on phosphorus diffusion gettering are optimized to improve the bulk electronic quality of UMG-Si wafers. Black silicon texturing, compatible with subsequent gettering and surface passivation, is successfully implemented. Industrial-type aluminum back surface field (Al-BSF) and passivated emitter and rear cell (PERC) solar cells are fabricated, achieving cell efficiencies in the range of those obtained with conventional polysilicon substrates. TOPCon solar cell processing key steps are also tested to further evaluate the potential of the material in advanced device architectures beyond the PERC. Degradation mechanisms related to light exposure and operation temperature are shown to be insignificant in UMG PERC solar cells when a regeneration step is implemented, and PV modules with several years of outdoor operation demonstrated similar performance to reference ones based on poly-Si. Life cycle analysis (LCA) is carried out to evaluate the environmental impact of UMG-based PV technology when compared to poly-Si-based technology, considering different scenarios for both the manufacturing sites and the PV installations. Copyright © 2024 Míguez Novoa, Hoffmann, Forniés, Mendez, Tojeiro, Ruiz, Funes, del Cañizo, Fuertes Marrón, Dasilva Villanueva, Caballero, Arıkan, Turan, Canar and Sánchez Plaza.

Palabras clave

Responsible consumption and production

Indicios de calidad

Impacto y visibilidad social

Desde la dimensión de Influencia o adopción social, y tomando como base las métricas asociadas a las menciones e interacciones proporcionadas por agencias especializadas en el cálculo de las denominadas “Métricas Alternativas o Sociales”, podemos destacar a fecha 2025-06-13:

  • El uso, desde el ámbito académico evidenciado por el indicador de la agencia Altmetric referido como agregaciones realizadas por el gestor bibliográfico personal Mendeley, nos da un total de: 10.
  • La utilización de esta aportación en marcadores, bifurcaciones de código, añadidos a listas de favoritos para una lectura recurrente, así como visualizaciones generales, indica que alguien está usando la publicación como base de su trabajo actual. Esto puede ser un indicador destacado de futuras citas más formales y académicas. Tal afirmación es avalada por el resultado del indicador “Capture” que arroja un total de: 10 (PlumX).

Con una intencionalidad más de divulgación y orientada a audiencias más generales podemos observar otras puntuaciones más globales como:

  • El Score total de Altmetric: 0.5.
  • El número de menciones en la red social X (antes Twitter): 1 (Altmetric).

Es fundamental presentar evidencias que respalden la plena alineación con los principios y directrices institucionales en torno a la Ciencia Abierta y la Conservación y Difusión del Patrimonio Intelectual. Un claro ejemplo de ello es:

  • El trabajo se ha enviado a una revista cuya política editorial permite la publicación en abierto Open Access.
Siguiendo con el impacto social del trabajo, es importante enfatizar el hecho de que, por su contenido, puede ser asignado a la línea de interés del ODS 12 - Garantizar modalidades de consumo y producción sostenibles, con una probabilidad del 0% según el algoritmo mBERT desarrollado por Aurora University.

Análisis de liderazgo de los autores institucionales

Este trabajo se ha realizado con colaboración internacional, concretamente con investigadores de: Turkey.