Estudio de aleaciones semiconductoras Cu (III-V) Se con posibles aplicaciones en celdas solares (2017)
El actual consumo energético junto con la economía social del mundo ha obligado a generar riquezas por medio de un desarrollo sostenible y ambientalmente más limpio, con el fin de suplir las necesidades que diariamente surgen. La generación de energía renovable podría alcanzar este objetivo a un bajo costo, con un menor gasto energético y un menor daño al medio ambiente, buscando una mezcla entre la tecnología y los fenómenos naturales que están al alcance del hombre. Consecuencia de éste, la generación de energía renovable, a partir de la producción de celdas solares, se han posicionado como una tecnología que permite explotar los recursos naturales sin alterar ni causar efectos colaterales en el medio ambiente. Para ello, el estudio sistemático de las variables involucradas en el crecimiento de las películas delgadas basadas en CuInSe2 y Cu (InN) Se2 permitió encontrar opciones hacía la fabricación óptima del material absorbente de una celda solar. Así, fue realizado un análisis comparativo a partir del método de obtención del material ternario a través de varias estrategias de depósito mediante la técnica de crecimiento pulverización catódica (magnetrón sputtering rf), variando principalmente la temperatura del depósito. A partir de los resultados obtenidos de la caracterización de las películas depositadas con base en el arreglo Vidrio/In/CuSe, se determinó la formación del semiconductor ternario (CuInSe2) pero con presencia de algunas fases secundarias. Un posterior tratamiento térmico se realizó con el fin de evitar la presencia de dichas fases en atmosfera de Ar, evidenciando de nuevo la formación del ternario pero sin evitar la presencia de fases secundarias. La segunda estrategia implementada permitió establecer que el substrato juega un papel preponderante en la formación de CuInSe2 si se usan blancos de CuSe e In pulverizándose simultáneamente (Co-Sputtering). La tercera estrategia para la obtención del ternario partiendo del depósito directo de CuInSe2 permitió lograr una estequiometria ideal y, además, dando lugar a determinar un cambio significativo en la estructura del material según la temperatura del substrato empleada. Así, se determinaron las condiciones de depósito ideales con el fin de obtener el material ternario estequiométrico y potencialmente aplicable a celdas solares. Finalmente se evaluó la posible integración del nitrógeno atómico en la estructura del ternario con el fin de ajustar la energía de la banda prohibida a valores ligeramente mayores.