Tesis doctoral de Alfredo Boronat Moreiro
El concepto de banda intermedia (bi) implica un nuevo reto en el desarrollo de dispositivos fotovoltaicos de alta eficiencia. Este concepto persigue superar el límite de eficiencia de conversión fotovoltaica establecido. El principio teórico básico es el aumento de la corriente fotogenerada a partir de la absorción sub-bangap de la luz sin una degradación de la tensión de circuito abierto en la respuesta del dispositivo. Esta absorción sub-bandgap se consigue gracias a la presencia de una banda (estados energéticos deslocalizados) situada entre la banda de conducción y la banda de Valencia: la banda intermedia. la implementación de este concepto supondría una revolución dentro del campo fotovoltaico. El atractivo de las posibilidades que ofrece el concepto de bi motivó el trabajo que se recoge de forma resumida en esta tesis. la implementación del concepto de bi supone dos estadios fundamentales desde un punto de vista tecnológico: ¿el desarrollo de materiales o estructuras capaces de crear o generar la bi. ¿el desarrollo de dispositivos fotovoltaicos y procesos de fabricación que permitan incorporar de una forma óptima estos materiales o estructuras. el trabajo realizado en relación al primer estadio se ha basado en la síntesis de capas, depositadas por sputtering, de arseniuro de galio con impurezas de titanio gaas(ti). La elección de este compuesto se fundamenta en los resultados de trabajos de la literatura que, relacionados con simulaciones basadas en métodos ab initio, sugieren que estos compuestos son candidatos a presentar bi. Se ha trabajado con diferentes condiciones de depósito para analizar cómo afectan a características de la capa como: la composición elemental (en especial el contenido de ti); la estructura cristalina; las propiedades ópticas. El trabajo desarrollado en este sentido supone la primera aproximación en la síntesis de compuestos gaas(ti), con la finalidad de obtener un material de bi, utilizando la técnica de sputtering. en un segundo estadio se han diseñado los procesos de fabricación y estructuras fotovoltaicas para la incorporación de los materiales de bi. Todas las estructuras desarrolladas se basan en el concepto de heterounión. Básicamente se ha trabajado con tres diseños diferentes en función del material a incorporar: ¿estructuras diseñadas para la incorporación de las capas gaas(ti) desarrolladas en esta tesis. ¿estructuras diseñadas para la incorporación de sustratos (p) c-si con altas dosis de ti implantado. Estos materiales han presentado resultados prometedores en relación al concepto de bi. ¿estructuras diseñadas para la incorporación de puntos cuánticos y/o nano-partículas metálicas. La incorporación de puntos cuánticos ha demostrado su potencial en el desarrollo de células solares de banda intermedia (qd-ibsc). el diseño de cada una de estas estructuras ha estado acompañado de la definición de los respectivos procesos de fabricación. Cada uno de los procesos de fabricación ha prestado especial atención a aspectos como la temperatura de proceso o los procesos químicos, para evitar una alteración de las características de los materiales incorporados de cara a la posible creación de la bi. los resultados obtenidos en este trabajo invitan al desarrollo de nuevas líneas de investigación en el marco de la implementación de células solares de banda intermedia (ibsc).
Datos académicos de la tesis doctoral «Tecnología de fabricación de células solares con materiales candidatos a presentar banda intermedia.«
- Título de la tesis: Tecnología de fabricación de células solares con materiales candidatos a presentar banda intermedia.
- Autor: Alfredo Boronat Moreiro
- Universidad: Politécnica de catalunya
- Fecha de lectura de la tesis: 11/10/2013
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Santiago Silvestre Berges
- Tribunal
- Presidente del tribunal: Luis Castañer muñoz
- ignacio Tobías galicia (vocal)
- (vocal)
- (vocal)