Desarrollo de materiales fotovoltaicos usados como ventana óptica en celdas solares

Abstract

La elaboración de esta tesis doctoral hace parte de un proyecto de investigación macro desarrollado por el Grupo de Materiales Semiconductores y Energía Solar (GMS and ES) de la Universidad Nacional de Colombia, sede Bogotá y presenta resultados relacionados con los primeros materiales libres de cadmio sintetizados por el método CBD en el grupo GMS and ES. Dentro de este trabajo también se hicieron aportes al desarrollo de películas delgadas de ZnO usadas en la fabricación de la ventana óptica de celdas solares de película delgada. Las principales contribuciones realizadas durante el desarrollo de este trabajo de tesis doctoral se resumen a continuación: Obtención de condiciones de síntesis de películas delgadas de Zn(O;OH)S y In(O;OH)S sobre películas delgadas de CuInS2 (CIS), CuGaSe2 (CGS), y AgInS2 (AIS) con propiedades adecuadas para ser utilizadas como capa buffer. Desarrollo de una primera aproximación a la ecuación de velocidad inicial de formación de las películas de Zn(O;OH)S y In(O;OH)S por el método CBD. Obtención de condiciones de síntesis películas delgadas del sistema i-ZnO/n+-ZnO con propiedades adecuadas para ser utilizado como oxido conductor transparente (TCO) en celdas solares basadas en CIS, utilizando como método de síntesis la evaporación reactiva. Fabricaron y caracterizaron de 4 tipos de celdas solares con estructura Vidrio/Mo/CIS/Zn(O;OH)S/ i- ZnO/n+-ZnO y Vidrio/Mo/CIS/In(O;OH)S/i-ZnO/n+-ZnO. / Abstract. This doctoral thesis is part of a big research project developed by the Grupo de Materiales Semiconductores y Energía Solar (GMS and ES) at the Universidad Nacional de Colombia seat Bogotá; the thesis presents the results related with the first Cd-free buffer layers synthesized by CBD method in the GMS and ES group. Inside this work also was synthesized thin films of ZnO which are used in fabrication of the optical window in thin film solar cells. The main contributions of this work are summarized as follows: We found the synthesis condition to obtain thin films of Zn(O;OH)S and In(O;OH)S with suitable properties to be used as buffer layers on different absorbent layers as CuInS2 (CIS), CuGaSe2 (CGS), y AgInS2. We suggested a first approximation to the equation of initial rate to growth of the thin films of Zn(O;OH)S and In(O;OH)S synthesized by CBD method. We found the synthesis condition to fabricate the system i-ZnO/n+-ZnO with suitable properties to be used as transparent conductor oxide (TCO) in CIS and CGS based solar cells, using reactive evaporation as synthesis method We fabricated four kind of solar cells with structure: Vidrio/Mo/CIS/Zn(O;OH)S/ i-ZnO/n+- ZnO y Vidrio/Mo/CIS/In(O;OH)S/ i-ZnO/n+-ZnO.