Diseño, Fabricación y Caracterización de Celdas Solares p-CdTe/n-CdS con Películas Delgadas

Design, Fabrication and Characterization of Thin-Film p-CdTe/n-CdS Solar Cells

DOI: https://doi.org/10.22209/rt.v44n2a07
Palabras clave: absorción óptica, celdas solares tipo p-CdTe/n-CdS, difracción de rayos X, eficiencia, películas delgadas

Resumen

Venezuela, debido a su ubicación geográfica, riqueza en fuentes y recursos naturales, tiene un valioso potencial para el uso de energías renovables, especialmente la solar. Gran parte de su territorio se caracteriza por una insolación media por encima de 3 Kwh/m2, considerada apta para la generación fotovoltaica. El CdTe es un conocido semiconductor II-VI, que  se ha consolidado como líder en la industria fotovoltaica,  posee propiedades óptimas para las celdas solares. Esta investigación se enfocó en diseñar, fabricar y caracterizar celdas solares p-CdTe/n-CdS. El diseño se realizó buscando el modelo más simple y de menor costo. La fabricación se llevó a cabo en un equipo Ortus-700, usando la técnica de evaporación térmica. Para la caracterización de las celdas, se aplicaron las técnicas de difracción de rayos-X, absorción óptica y análisis de característica corriente-voltaje. Evidenciándose una orientación preferencial típica de una estructura cúbica de la Zinc Blenda, valores de brecha de energía directa entre 2,15 a 2,85 eV y un rendimiento similar entre las celdas solares preparadas. Se logró la fabricación y caracterización de nueve celdas p-CdTe/n-CdS, mediante la formación de una unión p-n; con eficiencias de ~ 3 %.

https://doi.org/10.22209/rt.v44n2a07

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Biografía del autor/a

Pedro Grima-Gallardo, Universidad de Los Andes

Presidente del Centro de Investigaciones de Astronomía (CIDA). Profesor Jubilado de la ULA. Rector de la Universidad Experimental de Los Llanos Occidentales (UNELLEZ) (2014-2016). Doctor en Ciencia de Los Materiales de la Université Pierre et Marie Curie, Paris, Francia. Miembro del Consejo Científico del estado Mérida. Miembro del Comité Editorial de Current Chinese Science (Materials Science), China. Miembro del Comité Editorial de Senhri Journal of Multi-disciplinary Studies, India. Autor de 132 publicaciones en revistas internacionales arbitradas e indizadas

Bernardo Conquet, Centro de Investigaciones de Astronomía (CIDA)

Nacido en Mérida (Venezuela) el 09/01/1980. Estudió en la Escuela Técnica Industrial “Manuel Pulido Méndez” de Mérida en donde egreso con Técnico Medio en Electrónica en 1997. Se inscribió en la Facultad de Ciencias de la ULA en donde egresó como Licenciado en Física en 2006. Fue Asistente de Investigación en la Universidad Simón Bolívar (2007-2009) y actualmente es el Diseñador de Óptica Aplicada y encargado del Laboratorio de Películas Delgadas y Certificación del Centro Nacional de Tecnologías Ópticas, dependencia del Centro de Investigaciones de Astronomía CIDA.

Elías Rafael Sánchez Verde, Centro Nacional de Tecnologías Ópticas

Egresado de Ingeniería Electrónica en la Universidad Nacional Experimental Politécnica de la Fuerza Armada UNEFA, núcleo Maracay en 2008. En el año 2009 viajó a México para realizar un diplomado teórico práctico en Diseño y Fabricación de Instrumentos Ópticos en el Instituto Nacional de Astrofísica Óptica y Electrónica INAOE en Tonantzintla, Puebla. Regresó a Venezuela en 2010 y fue parte del equipo fundador de la Fábrica de Instrumentos y Partes Ópticas del Centro de Investigaciones de Astronomía, hoy Centro Nacional de Tecnologías Ópticas, trabajando hasta la fecha en el área de Ingeniería y Diseño

Miguel A. Contreras-Rangel, Centro de Investigaciones de Astronomía (CIDA)

Técnico medio en Mecánica de Producción. Escuela Técnica Industrial “Manuel A. Pulido Méndez” (Mérida). Ingreso en la Facultad de Ingeniería (ULA) en donde egresó como Ingeniero Mecánico en 2007. Ejerce algunos trabajos como en CVG Venalum y otras empresas del ramo metalmecánico. Posteriormente, en el año 2009 ingresa al Centro de Investigaciones de Astronomía “Francisco J. Duarte” como uno de los autores del proyecto Fabrica de instrumentos y partes ópticas donde recibe formación en empresas y tecnológicos de la ciudad de Minsk (Bielorrusia 2011-2012) siguió capacitación a través de cursos en el área de física ondulatoria, óptica, y microscopia electrónica en la facultad de Ciencias ULA. Realiza trabajos como Ingeniero de diseño y manufactura mecánica en el área de Ingeniería y diseño dentro del CIDA (2012-2016), también realiza trabajos en caracterización de materiales recubrimientos duros y aplicaciones a las industrias. Formación en el campo del diseño y manufactura a través de tecnologías CAD-CAM. Jefe del departamento de física de materiales del Centro de Investigaciones de Astronomía CIDA. Tutor Industrial de varias tesis de grado de la escuela de Ingeniería Mecánica. PEII nivel A. Organizador y ponente de coloquios y cursos referentes al área de óptica, diseño y manufactura mecánica.

Luis Nieves, Universidad de los Andes

Profesor Jubilado de la ULA. Lic. en Ciencia Física de Materiales de la Universidad de los Andes, Mérida, Venezuela. Autor y coautor de 58 publicaciones en revistas internacionales arbitradas e indizadas

Ana del Valle Velasquez-Velasquez, Centro de Investigaciones de Astronomía (CIDA)

Estudio Licenciatura en Física en la Facultad de Ciencias (ULA)(Venezuela), luego curso estudios de maestría, en el postgrado en Física de la Materia Condensada, con especialidad en Semiconductores, también en la ULA, obtuvo también un PhD en ese mismo postgrado en la especialidad de Óptica Cuántica, Tiene una colegiatura a término, en el programa doctoral del Posgrado en Enseñanza de las Ciencias en la Universidad de Lo Andes y actualmente cursa estudios abiertos, conducente a título de Doctor en Pedagogía Critica en la Comunidad de Aprendizaje en Enseñanza de las Ciencias Básicas, de la Universidad Politécnica Territorial de Mérida (UPTMKR) (Venezuela). También a realizado estadías de aprendizaje, cursos cortos y postdoctorales en el ICTP (Italia ) y la Universidad de Nueva Gorica (Eslovenia). Autora en varios artículos de investigación en el área de semiconductores, óptica y biotecnología. Productos de su trabajo como miembro de grupos de investigación en el Centro de Semiconductores de la Facultad de Ciencias (ULA), en el IVIC-Mérida, donde fungió como jefe del Laboratorio de Óptica Aplicada y como jefe de la Unidad Desconcentrada IVIC-Mérida, Centro Interdisciplinario de Ciencias. Actualmente se desempeña como Investigador en el Centro Nacional de Tecnologías Ópticas (CNTO-CIDA)

William Jose González-Escalona, Centro de Estudios en Semiconductores (CES)

Nacido en Caracas (Venezuela) el 08/06/1972. Estudio Bachiller en Ciencias Unidad Educativa “Rómulo Betancourt”  Mérida - Venezuela. Estudios de Pregrado Ciclo Básico Facultad de Ciencias Escuela de Física, Universidad de los Andes Mérida – Venezuela. Estudios de Pregrado Ciclo Profesional Facultad de Ingeniería Escuela de Eléctrica, Universidad de los Andes Mérida – Venezuela, donde egresó como Ingeniero Electricista en el 2004. Fue Profesor de la Universidad de Los Llanos Occidentales “Ezequiel Zamora” (2005-2007).  Fue Profesor de la Universidad Experimental Nacional de las Fuerzas Armadas – Barinas (2008-2009). Fue Profesor de la Universidad Experimental Nacional de las Fuerzas Armadas – Mérida (2010-2011). A comienzos del 2010 ejerció como  Ingeniero Electricista en la revisión técnica y de Costos de los diferentes proyectos de Sistemas de Energía Fotovoltaica en la Gobernación del Estado Barinas. Desde finales del 2010 hasta la presente ejerce como Ingeniero Electricista para la Corporación Eléctrica Nacional, S.A. Actualmente está culminando Maestría en Física de la Materia Condensada, realiza Tesis bajo la tutoría del Dr. Pedro Grima

Luis Alfonso Ruiz Echenagucia, Centro de Investigaciones de Astronomía (CIDA)

Nacido en Maracay (Venezuela) el 24/11/1981. Estudió en la Escuela técnica industrial de Maracay. Se inscribió en la UNEFA en donde egresó como Ingeniero en electrónica en 2004, el mismo año ingresó como docente de la UNEFA en el departamento de telecomunicaciones. En el año 2008 viajó a Minsk (Belarús) donde realizo estudios de maestría y doctorado en ciencias técnicas (2009-2014) en la Universidad estatal belarusa de radioelectrónica e informática (BSUIR). Hasta febrero del año 2020 ocupaba el cargo de director académico del Centro de Investigaciones de Astronomía CIDA. Autor de cerca de una docena de publicaciones en el área de las telecomunicaciones y electrónica en revistas internacionales arbitradas e indexadas.

Citas

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Publicado
2021-05-01
Cómo citar
Grima-Gallardo, P., Conquet, B., Sánchez Verde, E. R., Contreras-Rangel, M. A., Nieves, L., Velasquez-Velasquez, A. del V., González-Escalona, W. J. y Ruiz Echenagucia, L. A. (2021) «Diseño, Fabricación y Caracterización de Celdas Solares p-CdTe/n-CdS con Películas Delgadas: Design, Fabrication and Characterization of Thin-Film p-CdTe/n-CdS Solar Cells», Rev. Téc. Fac. Ing. Univ. Zulia, 44(2), pp. 127-136. doi: 10.22209/rt.v44n2a07.
Número
Vol. 44 Núm. 2 (2021)
Sección
Artículos de Investigación

Derechos de autor 2021 Pedro Grima-Gallardo, Bernardo Conquet, Elías Rafael Sánchez Verde, Miguel A. Contreras-Rangel, Luis Nieves, Ana del Valle Velasquez-Velasquez, William Jose González-Escalona

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