Proyectos
Síntesis y estudio de materiales para celdas solares tipo Perovskita híbrida MAPSI con estabilidad mejorada, y formación del primer semillero de investigación en Química y Física de Semiconductores de Estado sólido en la Universidad Nacional de Colombia Sede Bogotá.
Resumen
Este proyecto plantea la fabricación y estudio de materiales tipo perovskita que respondan a la necesidad de estudiar nuevos materiales con elementos de bajo costo (Elshkaki & Graedel, 2015), y se propone estudiar perovskitas modificadas con aniones sulfocianuro, propiamente el Yoduro-Sulfocianuro de Plomo-Metil amonio ((CH3NH3)2Pb(SCN)2I2, en adelante MAPSI) para evaluar su estabilidad en presencia de condiciones ambientales normales de operación para una celda solar. La síntesis se realizará por dos vías: La primera, por reacción en disoluciones líquidas y purificación del sólido obtenido para fabricar material en cantidades suficientes para su caracterización estructural, óptica y electrónica, y la segunda, por las técnicas conocidas como spin coating y spray pyrolisys para la generación de películas delgadas y la evaluación de estabilidad frente a la redisolución(Wang, Wright, Elumalai, & Uddin, 2016). En esta parte se contará con un estudiante de Magíster y uno de doctorado encargados tanto de las síntesis como de las medidas de caracterización experimental y computacional de los materiales fabricados ya que se planea analizar las películas delgadas sintetizadas con medidas de difracción de rayos X (con refinamiento estructural según el método Rietveld), espectrofotometría óptica de transmitancia y reflectancia, microscopía de fuerza atómica AFM, resistividad en función de la temperatura y espectroscopía Raman, ya que se ha demostrado su utilidad en el análisis de este tipo de materiales (Brivio et al., 2015). Cada una de las medidas antes mencionadas será complementada con su respectiva simulación teórica/computacional, dentro del alcance de las mismas (Freysoldt et al., 2014; Lejaeghere, Van Speybroeck, Van Oost, & Cottenier, 2014; Setyawan & Curtarolo, 2010) , para poder hacer la respectiva evaluación de mérito de cada una de las propiedades estructurales, ópticas, morfológicas, electrónicas y vibracionales, bajo la continua tutoría de los profesores participantes de la presente propuesta. Fruto de las anteriores actividades se aspira a presentar al menos un artículo de investigación en una revista de liderazgo actual en el campo de la investigación de materiales semiconductores para celdas solares. De forma paralela el grupo GMS&ES plantea formar el primer Semillero de Investigación en Química y Física de Semiconductores de Estado Sólido en la Universidad Nacional de Colombia Sede Bogotá, de forma que se responda a las evidentes necesidades actuales de empezar a formar estudiantes desde pregrado en el conocimiento necesario para abordar la Ciencia de Materiales en lo que concierne específicamente a los campos de estudio de la Química y la Física relacionados con materiales semiconductores: Principios de Química y Física de Estado sólido y su aplicación en materiales semiconductores: Síntesis Química, Equilibrios en disolución, Modificación Química de estructuras, Determinación de propiedades físicas (estructurales, ópticas, morfológicas y electrónicas), conocimiento adecuado de las técnicas de caracterización experimental y teórica de dichos materiales; iniciación en los métodos modernos de simulación computacional de materiales semiconductores para la determinación, predicción de y evaluación de sus propiedades. La formación investigativa de los estudiantes del semillero se logrará mediante sesiones tanto de seminarios y reuniones semanales temáticas como de actividades supervisadas de trabajo de laboratorio con materiales clásicos en el campo de los semiconductores, de forma que los estudiantes puedan ver plasmada en la práctica toda la teoría y conceptos estudiados en las sesiones temáticas. Fruto de las anteriores actividades se plantea la elaboración de al menos un trabajo de grado con un estudiante de pregrado.
Convocatoria
Nombre de la convocatoria:CONVOCATORIA NACIONAL DE PROYECTOS PARA EL FORTALECIMIENTO DE LA INVESTIGACIÓN, CREACIÓN E INNOVACIÓN DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA 2016-2018
Modalidad:Modalidad Única
Responsable