Fabricación y optimización de celdas solares de GaAs: hacia celdas nacionales de mayor eficiencia, en la Coordinación para la Innovación y Aplicación de la Ciencia y la Tecnología, Centro de Aplicación de la Radiación infrarroja, Energías Alternativas y Materiales (CARIEM), en San Luis Potosí
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Fecha
2022-05
Autores
Gutiérrez-Arce, Anahí
Tapia-Contreras, Mayra A.
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Editor
ITESO
Resumen
Descripción
El presente PAP, Fabricación y Optimización de celdas solares de GaAs, está enfocado al incremento de la eficiencia de dispositivos fotovoltaicos basados en arsenuro de galio (GaAs) a través de la optimización de contactos óhmicos y capas antirreflejantes. Para lograr esto se usó el método de evaporación por haz de electrones para depositar, sobre una celda fabricada por epitaxia de haces moleculares (MBE) una serie de materiales, para luego caracterizar su desempeño y medir el incremento total de eficiencia.
En el caso de los contactos metálicos, se probó con Ti/Au, Au, Ag, Ti/Cu, Cu e In, y con base en mediciones de curvas de corriente contra voltaje (I-V), se determinó que el oro tiene un mayor comportamiento óhmico para contactos en GaAs tipo p, mientras que el cobre dio mejores resultados en tipo n. Por otro lado, para los antirreflejantes, se realizaron simulaciones con capas de SiO2 en un rango de espesores, y luego de depositar los tres más prometedores, se midió su reflectancia, tanto especular como difusa, y se concluyó que el espesor óptimo es de 90 nm.
Finalmente, se obtuvo un prototipo de celda solar de GaAs, la cual mostró un incremento en un factor de 1000 en su eficiencia tras ser optimizada con contactos de oro y cobre y una capa antirreflejante de SiO2 90 nm. Dicho porcentaje se obtuvo comparando el antes y después de sus curvas I-V en condiciones de luz y oscuridad, obtenidas utilizando un simulador solar.
Palabras clave
Apoyo a Centros de Investigación Externos, Sustentabilidad y Tecnología