Development of Cu(2)ZnSn(S,Se)(4) based solar cells
[spa] En los últimos años ha habido un rápido desarrollo en las tecnologías de celdas solares basadas en capa delgada, siendo hasta el momento los dispositivos basados en calcopiritas (Cu(In,Ga)Se2) los que han mostrado una mayor eficiencia de conversión fotovoltaica a escala de laboratorio. Sin emb...
| Autor: | |
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| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2014 |
| País: | España |
| Institución: | Universidad de Barcelona |
| Repositorio: | Dipòsit Digital de la UB |
| OAI Identifier: | oai:diposit.ub.edu:2445/55271 |
| Acceso en línea: | https://hdl.handle.net/2445/55271 http://hdl.handle.net/10803/145615 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Energia solar Semiconductors Fotoelectricitat Espectroscòpia Raman Solar energy Photoelectricity Raman spectroscopy |
| Sumario: | [spa] En los últimos años ha habido un rápido desarrollo en las tecnologías de celdas solares basadas en capa delgada, siendo hasta el momento los dispositivos basados en calcopiritas (Cu(In,Ga)Se2) los que han mostrado una mayor eficiencia de conversión fotovoltaica a escala de laboratorio. Sin embargo, y a pesar de tan prometedores resultados, existe una preocupación sobre la viabilidad a medio y largo término de estos materiales debido a la presencia en su composición de elementos relativamente escasos en la corteza terrestre, como son el In y el Ga. Esto ha llevado al desarrollo de tecnologías fotovoltaicas basadas en kesterita (Cu2ZnSn(S,Se)4), que es especialmente prometedora dada su gran similitud con la calcopirita. En este compuesto, el indio y el galio son reemplazados por elementos más abundantes como son el cinc y el estaño. Los valores de eficiencia de los dispositivos aún están por debajo de los del Cu(In,Ga)Se2, pero nuevas investigaciones y técnicas de desarrollo han llevado a importantes avances en los últimos años. A día de hoy, tanto los parámetros de fabricación como la estructura de los dispositivos basados en kesterita han seguido un camino prácticamente idéntico al de las tecnologías basadas en calcopiritas. El objetivo de esta tesis es el de profundizar en el desarrollo de las tecnologías basadas en kesterita, lo que cubre algunos de los retos básicos relacionados con ellas, como son la formación e identificación de fases secundarias o la optimización de las áreas de contacto frontal y posterior. Se ha puesto especial énfasis en la deposición y los procesos térmicos implicados en el crecimiento de este compuesto, y en ver cómo afectan a la posible formación de las fases secundarias y las propiedades del dispositivo. La tesis en sí está estructurada a partir de los diversos estudios publicados en revistas científicas. Dichos estudios incluyen una caracterización detallada por espectroscopia de dispersión Raman, difracción de rayos X, microscopia electrónica de barrido, y otras técnicas. Los puntos principales de este trabajo son: el desarrollo de un ataque químico selectivo para la eliminación del ZnS (una fase secundaria comúnmente presente en este sistema), con la consecuente mejora de las características del dispositivo; la elaboración de un método de sulfo-selenización para la formación de Cu2ZnSn(S,Se)4 a partir de precursores metálicos; y la resolución de cómo influyen los parámetros de los diferentes procesos térmicos en la formación y distribución de las fases. |
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