El objetivo es generar conocimiento de frontera en el tema de energía solar desarrollando nuevos materiales absorbentes que utilicen todo el espectro solar y estructuras que empleen el uso de películas delgadas y nanopartículas, que ofrezcan oportunidades de desarrollo de módulos más baratos, eficientes y duraderos. También realizamos la caracterización óptica, eléctrica, estructural en las cuales los alumnos puedan conocer el perfil del desempeño energético de un prototipo o material en particular. Para cada tipo de caracterización, se cuenta con el equipo de medición y caracterización necesarias para obtener el desempeño de los materiales fotovoltaicos para su aplicación en celdas fotovoltaicas experimentales que involucran el análisis del desempeño eléctrico y energético, dirigidas hacia nuevas tecnologías para la generación y transformación de la energía, contribuyendo al desarrollo sustentable del país.
Temas de aplicación e investigación:
MECANISMO DE CRECIMIENTO DE PELÍCULAS DELGADAS
Mediante un proceso secuencial modificado que comprende el deposito en pila de precursores metálicos (Cu, In y Ga), y la posterior recristalización del proceso de selenización para que el crecimiento de cristal tenga una mejor calidad en la película. Aplicando un recocido a diferentes temperaturas y duraciones para transformar la estructura completa de calcopirita CIGSe, observamos que a temperaturas de recocido <450 ˚C es insuficiente para la cinética de crecimiento de CIGSe, mientras que las temperaturas >500 ˚C conducen a una recristalización completa con una mejor caracterización estructural, morfológica, topográfica, óptica y eléctrica.
MÉTODO DE DEPOSICIÓN HÍBRIDO
Este nuevo proceso de deposición híbrida tiene como objetivo reducir el costo manteniendo el material de alta calidad y utilizando equipos de bajo costo y materiales precursores menos puros. El método de deposición híbrida se compone de tres etapas. La primera etapa del método híbrido implica la deposición de In-Ga-Se mediante pirólisis por pulverización neumática. La segunda etapa del método híbrido tiene como objetivo lograr una transición de una composición pobre en cobre a una composición rica en cobre dentro de la película. El fenómeno de recristalización facilita la obtención de granos más grandes a través de la difusión de elementos del grupo III dentro de la fase líquida o pseudolíquida de Cu-Se segregada en las superficies de los granos. El número de límites de grano disminuye, lo que reduce el número de centros de recombinación en la película. Finalmente, In-Ga-Se se co-evaporó en la tercera etapa para obtener una composición levemente pobre en cobre a partir de composiciones ricas en cobre para permitir la formación de una capa absorbente de tipo p, que es necesaria para las células solares de alta eficiencia.
MEJORA DE PROPIEDADES
Por medio de un método novedoso para mejorar las propiedades de las celdas solares mediante el tratamiento posterior a la deposición (PDT) utilizando métodos sin vacío. Este método tiene como objetivo abordar los desafíos de las superficies CIGSe para mejorar las propiedades y la eficiencia de las celdas solares. También ofrece los atractivos de una fácil escalabilidad a superficies más grandes y métodos de costo relativamente bajo para aplicaciones industriales.
CELDAS SOLARES DE PEROVSKITA
Las celdas solares de perovskita híbrido orgánico-inorgánico (OIHPSC) demostraron mucho interés debido a sus importantes propiedades materiales, así como a su excelente eficiencia de conversión de potencia en torno al 25,2%. Nuestro grupo en colaboración con el grupo francés que fabrica las celdas solares de perovskita mixtas de doble catión y haluro, logrando más del 15% de eficiencia. Ahora nos estamos concentrando en fabricar dispositivos ecológicos con menos contenido de plomo.