Proyectos
Desarrollo de celdas solares basada en el compuesto CuSbS2 con estructura calcostibita
Resumen
El objetivo principal de esta propuesta es encontrar condiciones para la síntesis del compuesto CuSbS2 (CAS) con estructura cristalina tipo calcostibita con propiedades ópticas, eléctricas, morfológicas y estructurales adecuadas para ser usado posteriormente como capa absorbente en celdas solares con arquitectura Mo/ CuSbS2/Buffer/ZnO. El compuesto CAS se obtendrá a través de un proceso que incluye la evaporación secuencial de cobre (Cu) y antimonio (Sb) sobre un sustrato, seguido de tratamiento térmico (recocido) en atmósfera de azufre (sulfurización). La sulfurización se realizará usando un horno tubular construido por nuestro Grupo (Grupo de Materiales Semiconductores y energía solar) con un diseño novedoso y controlado electrónicamente, el cual permite hacer variaciones de temperatura recocido, rampas de calentamiento y tiempo de recocido. Adicionalmente, se evaluará el efecto de la incorporación de NaF en el compuesto CuSbS2, con el propósito de mejorar su morfología y propiedades de transporte eléctrico del dispositivo. Para determinar las condiciones óptimas de crecimiento de películas delgadas de CAS se hará un estudio del efecto de parámetros de síntesis ( temperatura de sulfurización , velocidad de calentamiento, tiempo de recocido ) y relación de espesores de los precursores (Cu/Sb) evaporados, sobre la fase, estructura cristalina y propiedades ópticas, eléctricas, morfológicas y estructurales mediante correlación de parámetros de síntesis con resultados de caracterización usando técnicas tales como: espectrofotometría UV-VIS- NIR, difracción de rayos X (XRD), microscopía electrónica de barrido (SEM), fotoconductividad y medidas de conductividad en dependencia de la temperatura. Se hará un estudio minucioso de la influencia de condiciones de síntesis sobre la presencia de fases secundarias, formación de defectos estructurales y propiedades de transporte eléctrico. La identificación de la fase CAS y de fases secundarias se hará a través de medidas de XRD, la formación de defectos estructurales (dislocaciones, tensión de red) se investigará con ayuda de la ecuación de Williamson-Hall a partir de datos obtenidos de los espectros de XRD, así como también a partir de medidas de la energía de Urbach determinada mediante cálculo del coeficiente de absorción cerca del borde de la brecha de energía prohibida. Las propiedades de transporte eléctrico del CAS se estudiarán a través de medidas de fotoconductividad, conductividad (σ) en dependencia de la temperatura y ajuste teórico de la curva de σ vs T asumiendo modelos de transporte eléctrico conocidos. Otro aporte importante de este proyecto se relaciona con el desarrollo de un prototipo de celda solar que incluye el compuesto CuSbS2como capa absorbente; el desempeño de este dispositivo será evaluado preliminarmente a través de medidas de la característica I - V.
Convocatoria
Nombre de la convocatoria:CONVOCATORIA PARA EL APOYO A PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN Y CREACIÓN ARTÍSTICA DE LA SEDE BOGOTÁ DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA - 2019
Modalidad:CONVOCATORIA PARA EL APOYO A PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN Y CREACIÓN ARTÍSTICA DE LA SEDE BOGOTÁ DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA - 2019
Responsable