Estudio De La Homogeneidad De Las Capas De Cds
Páginas: 17 (4160 palabras)
Publicado: 2 de agosto de 2011
Estudio de la homogeneidad de las capas de CdS preparadas por baño químico a través de la incertidumbre medida en el gap de energía.
Reporte de Laboratorio Avanzado
Alexander López González
1. INTRODUCCION
El uso excesivo y agotamiento de los combustibles fósiles y la consecuente contaminación del medio ambiente, agraviados por el constante incremento de la industria, representauna de las problemáticas sociales que se afronta en este siglo.
Una de las áreas de interés involucrada en el desarrollo sustentable de la sociedad es el estudio de fuentes alternas de energía, siendo la energía solar una de las mas importantes, por medio del estudio y desarrollo de nuevos materiales, principalmente de materiales semiconductores, han surgido soluciones viables y eficientes parala conversión de energía solar en energía eléctrica por medio de dispositivos denominados celdas solares. Los materiales semiconductores tienen la propiedad de pasar de materiales “pasivos” a materiales “activos” cuando se les suministra cierta cantidad de energía en formas variadas, incluyendo la energía luminosa.
Las celdas solares convencionales y de mayor uso en la actualidad son las basadasen silicio policristalino, material semiconductor que, al ser dado con ciertas impurezas, adquiere propiedades eléctricas que se traducen en procesos eficientes de conversión fotovoltaica. La tecnología de silicio es la que actualmente lidera el mercado de las celdas solares, ya que, entre sus ventajas, están el alto valor de eficiencia teórico (limitado al 28%) y su gran durabilidad (30 años).Sin embargo, esta tecnología es sofisticada y de elevados costos, lo que evita que México sea un país que pueda contar con ella.
Con el avance de la tecnología y el desarrollo de la nanociencia se han podido observar y estudiar propiedades interesantes y diferentes en estructuras confinadas a dimensiones atómicas. Dentro de la clasificación de las nanoestucturas se encuentran las películasdelgadas, consideradas estructuras “bidimensionales” debido a que el espesor del material se encuentra en el rango nanométrico. De este tipo de estructuras surge una nueva tecnología de conversión fotovoltaica que hoy día ocupa un importante lugar en la investigación dentro de esta área: las celdas solares de CdTe/CdS.
Las celdas solares CdTe/CdS son las celdas con mayor viabilidad para prepararseen forma de película delgada. Los procesos para hacer las películas que componen las celdas son simples y rápidos, y se han alcanzado eficiencias de laboratorio del 16.5 % para módulos de 0.6 x 1.2 m2 (Wu et al., 2001) y eficiencias mayores al 8% son ya fabricadas y comercializadas (Romeo et al., 2004).
El sulfuro de cadmio (CdS) es un material comúnmente utilizado en la construcción de celdassolares CdS/CdTe. El CdS es un semiconductor tipo IIB-VIA, y es usado como tipo n (es decir, tiene alta concentración de electrones), en celdas solares de películas delgadas. La capa de CdS juega un papel importante en la estructura de la celda solar. Sus principales funciones son: dejar pasar la luz solar, con longitudes de onda mayores que 520 nm, para que ésta pueda ser absorbida por la capa deCdTe, y formar con el mismo, la heterounión p-n.
Existen varios métodos para preparar el CdS en forma de película delgada, entre las cuales se encuentran: pulverización catódica (Sputtering), rocío químico (Spray Pirolysis), depósito por vapor químico (CVD), depósito por baño químico (CBD), sublimación en espacio reducido (CSS) y por transporte de vapor en espacio reducido (CSVT). Todos estosmétodos son adecuados para preparar la capa de CdS de una celda solar de CdS/CdTe.
Una de las primeras celdas solares con heterounión CdS/CdTe fue fabricada por Bonnet y Rabenhorst en 1972, reportando una eficiencia de 6%. El valor de eficiencia de 10% fue lograda en 1982 (Tyan y Albuerne, 1982) y finalmente una eficiencia del 15.8% fue alcanzada en 1993 (Britt y Ferekides, 1993), Renewable...
Reporte de Laboratorio Avanzado
Alexander López González
1. INTRODUCCION
El uso excesivo y agotamiento de los combustibles fósiles y la consecuente contaminación del medio ambiente, agraviados por el constante incremento de la industria, representauna de las problemáticas sociales que se afronta en este siglo.
Una de las áreas de interés involucrada en el desarrollo sustentable de la sociedad es el estudio de fuentes alternas de energía, siendo la energía solar una de las mas importantes, por medio del estudio y desarrollo de nuevos materiales, principalmente de materiales semiconductores, han surgido soluciones viables y eficientes parala conversión de energía solar en energía eléctrica por medio de dispositivos denominados celdas solares. Los materiales semiconductores tienen la propiedad de pasar de materiales “pasivos” a materiales “activos” cuando se les suministra cierta cantidad de energía en formas variadas, incluyendo la energía luminosa.
Las celdas solares convencionales y de mayor uso en la actualidad son las basadasen silicio policristalino, material semiconductor que, al ser dado con ciertas impurezas, adquiere propiedades eléctricas que se traducen en procesos eficientes de conversión fotovoltaica. La tecnología de silicio es la que actualmente lidera el mercado de las celdas solares, ya que, entre sus ventajas, están el alto valor de eficiencia teórico (limitado al 28%) y su gran durabilidad (30 años).Sin embargo, esta tecnología es sofisticada y de elevados costos, lo que evita que México sea un país que pueda contar con ella.
Con el avance de la tecnología y el desarrollo de la nanociencia se han podido observar y estudiar propiedades interesantes y diferentes en estructuras confinadas a dimensiones atómicas. Dentro de la clasificación de las nanoestucturas se encuentran las películasdelgadas, consideradas estructuras “bidimensionales” debido a que el espesor del material se encuentra en el rango nanométrico. De este tipo de estructuras surge una nueva tecnología de conversión fotovoltaica que hoy día ocupa un importante lugar en la investigación dentro de esta área: las celdas solares de CdTe/CdS.
Las celdas solares CdTe/CdS son las celdas con mayor viabilidad para prepararseen forma de película delgada. Los procesos para hacer las películas que componen las celdas son simples y rápidos, y se han alcanzado eficiencias de laboratorio del 16.5 % para módulos de 0.6 x 1.2 m2 (Wu et al., 2001) y eficiencias mayores al 8% son ya fabricadas y comercializadas (Romeo et al., 2004).
El sulfuro de cadmio (CdS) es un material comúnmente utilizado en la construcción de celdassolares CdS/CdTe. El CdS es un semiconductor tipo IIB-VIA, y es usado como tipo n (es decir, tiene alta concentración de electrones), en celdas solares de películas delgadas. La capa de CdS juega un papel importante en la estructura de la celda solar. Sus principales funciones son: dejar pasar la luz solar, con longitudes de onda mayores que 520 nm, para que ésta pueda ser absorbida por la capa deCdTe, y formar con el mismo, la heterounión p-n.
Existen varios métodos para preparar el CdS en forma de película delgada, entre las cuales se encuentran: pulverización catódica (Sputtering), rocío químico (Spray Pirolysis), depósito por vapor químico (CVD), depósito por baño químico (CBD), sublimación en espacio reducido (CSS) y por transporte de vapor en espacio reducido (CSVT). Todos estosmétodos son adecuados para preparar la capa de CdS de una celda solar de CdS/CdTe.
Una de las primeras celdas solares con heterounión CdS/CdTe fue fabricada por Bonnet y Rabenhorst en 1972, reportando una eficiencia de 6%. El valor de eficiencia de 10% fue lograda en 1982 (Tyan y Albuerne, 1982) y finalmente una eficiencia del 15.8% fue alcanzada en 1993 (Britt y Ferekides, 1993), Renewable...
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