El objetivo de esta propuesta es desarrollar un prototipo de reactor para ser usado en la producción de diferentes materiales semiconductores basados en calcogenuros, con propiedades adecuadas para ser usados en la fabricación de celdas solares de bajo costo y bajo impacto ambiental. El principal aporte consiste en la implementación y puesta en operación en forma automatizada de un reactor de bajo costo con un diseño novedoso el cual permite sintetizar películas delgadas de materiales calcogenuros a través de un proceso de sulfurizacón de sus precursores metálicos. Con este reactor se pueden sintetizar películas delgadas de diferentes compuestos del grupo de los calcogenuros (CuInS2 (CIS) , CuZnSnS4 (CZTS) con los cuales se han fabricado celdas solares de alta eficiencia, sin embargo en el marco de esta propuesta se hará énfasis en la síntesis de películas delgadas de CuSnS2 (CAS) que es un nuevo compuesto con estructura tipo calcostibita, con propiedades ópticas, eléctricas, morfológicas y estructurales adecuadas para ser usado como capa absorbente en celdas solares con arquitectura Mo/ CuSbS2/Buffer/ZnO.
El reactor tendrá facilidades para realizar el proceso de sulfurización (recocido en atmósfera de azufre) de capas de Cu y Sb depositadas previamente por evaporación, para esto se hará usó de rampas de calentamiento controladas electrónicamente a través de un algoritmo desarrollado usando el entorno de programación LabVIEW. El sistema electrónico será desarrollado usando el concepto de instrumentación virtual e incluirá facilidades para realizar el proceso de sulfurización en forma automatizada.
El desempeño del reactor será evaluado comprobando que las películas de CuSnS2 depositadas crecen libres de fases secundarias y presentan propiedades ópticas, morfológicas y de transporte eléctrico adecuadas para ser usadas como capa activa de celdas solares. |