P22 Diseño y Desarrollo de Dispositivos Fotovoltaicos a base de nitruro de Galio- Indio (InGaN) cúbico y estructuras de celdas multibanda de GaNAs

Desarrollar tecnología para celdas solares con dos materiales novedosos i) InGaN/GaN cúbico y ii) celdas de multibanda GaNAs, cuyos prototipos serán las pruebas de concepto para iniciar la generación de celdas solares que prometen buena eficiencia, y que en desarrollos posteriores permitan el incremento de la eficiencia de las mismas.

La fabricación de celdas solares basadas en el compuesto InGaN en fase cúbica y de aleaciones multibandas basadas en GaAsN, permite abarcar casi todo el espectro solar, lo que es útil para crear dispositivos fotovoltaicos de mayores eficiencias a las basadas en Si.

El objetivo general es desarrollar tecnología para celdas solares con dos materiales novedosos InGaN/GaN y celdas de multibanda GaNAs que permitirían la obtención de buena eficiencia y que con desarrollos posteriores permitan el incremento de la eficiencia de las mismas.

Las ventajas competitivas consisten en:

  1. Para las celdas solares de InxGa1-xN en fase cúbica, el ancho de banda prohibido de la aleación ternaria InxGa1-xN, dependiendo de la cantidad de In, cubre todo el espectro visible de la luz solar. La movilidad electrónica en las aleaciones de InGaN en fase cúbica es mucho mayor que en la fase hexagonal dada la mayor simetría de la aleación en fase cúbica. Está demostrado que la absorción de luz del GaN e InN es muy alta, lo que permitirá aumentar la eficiencia de la celdas mejorando la estructura y los contactos transparentes.
  2. Para las celdas solares interbanda basadas en GaNAs, se estima que podrían alcanzar una eficiencia ideal de conversión de potencia de hasta el 63.2%, lo cual supera al límite teórico máximo de 55% de las celdas tándem de dos uniones, por lo que es muy factible que la realización de los prototipos propuestos rebasen fácilmente las eficiencias máximas de apenas arriba del 10% que se han obtenido en México, mayoritariamente en base a heteroestructuras de una sola unión.

Líder técnico

Dr. Hugo Ricardo Navarro Contreras

Universidad Autónoma de San Luis Potosí. Coordinación para la Innovación y Aplicación de la Ciencia y la Tecnología (CIACyT).

Av. Sierra Leona #550, Col. Lomas 2a. Sección, San Luis Potosí, S.L.P, C.P. 78210 

Nivel III del Sistema Nacional de Investigadores.

Área de investigación en propiedades ópticas de semiconductores, espectroscopia de semiconductores en el lejano infrarrojo.

http://www.ciacyt.uaslp.mx/Grupo_cariem.aspx

 

Responsable administrativo

M.B.A. María del Carmen Sonia Hernández Luna.
Universidad Autónoma de San Luis Potosí. Secretaria de Finanzas.
Cordillera de los Alpes, esq. Villa de la Paz Col. Villas del Pedregal. San Luis Potosí, S.L.P. C.P. 78218

Instituciones participantes

 

Nuestros desarrollos

  • Recursos humanos especializados.
  • Prototipos a nivel laboratorios de celda fotovoltaica base de Nitruro de galio- indio (InGaN) cúbico y Estructuras de celdas multibanda de GaNAs
  • Estrategia de transferencia de tecnología.

Resultados alcanzados

Artículos

Parámetros de red y ancho energético prohibidos de aleaciones de InXGa1−XN (001) cúbico sobre sustratos de MgO (100)
Sintonización de la emisión en el violeta, azul, verde y rojo en pozos cuánticos de GaN/InGaN/GaN cúbico
Estudio de diodos auto conmutantes de InAlAs/InGaAs para aplicaciones de cosechado de energía solar
Efectos de la temperatura de crecimiento en la incorporación de nitrógeno en capas de GaNAs
Determinacion del ancho de la capa de deserción y efectos de formación de un doble-2DEG en heteroestructuras de AlGaAs/GaAs
Caracterización estructural de AlGaAs:Si/GaAs (631) en función de la presión
Películas de gaN cúbico crecidas por abajo de la temperatura de sublimación congruente de sustratos (001) de GaAs por medio de epitaxia de haces moleculares asistida por erosión con plasma