ESTUDIO DE LÁMINAS DELGADAS DE CUIN1-XGAXSE2 PARA SU APLICACIÓN EN CÉLULAS SOLARES FOTOVOLTAICAS

Título: ESTUDIO DE LÁMINAS DELGADAS DE CUIN1-XGAXSE2 CRECIDAS MEDIANTE SELENIZACIÓN DE PRECURSORES METÁLICOS EVAPORADOS SECUENCIALMENTE PARA SU APLICACIÓN EN CÉLULAS SOLARES FOTOVOLTAICAS
Autor: CABALLERO MESA ANA RAQUEL
Universidad: AUTÓNOMA DE MADRID
Departamento: FISICA APLICADA
Fecha de Lectura: 18/05/2004
Dirección:
GUILLEN ARQUEROS CECILIA (Director)
Tribunal:
RUEDA SÁNCHEZ FERNANDO (presidente)
JIMENEZ FERRER ISABEL (secretario)
BRIONES FERNÁNDEZ-POLA FERNANDO (vocal)
DOÑA RODRÍGUEZ JOSÉ MIGUEL (vocal)
GUTIERREZ GARCÍA M. TERESA (vocal)
Resumen:
En los últimos años se ha demostrado que los compuestos calcopiritas CuIn1-xGaxSe2
(CIGS) son uno de los mejores candidatos como material absorbente para
dispositivos fotovoltaicos en lámina delgada. Sus buenas propiedades tales
como el alto coeficiente de absorción y la gran resistencia a la fotodegradación
hacen del CuIn1-xGaxSe2 el absorbente ideal. A pesar de sus excelentes
propiedades, aún no se ha conseguido una firme implementación industrial
y comercial. Esto indica que esta tecnología requiere todavía mejoras en
el sistema de fabricación tales como simplificación de los procesos, mejor
utilización de los materiales base y un control garantizado sobre grandes
áreas.

En este trabajo, se han depositado láminas delgadas de CuIn1-xGaxSe mediante
la selenización de precursores metálicos evaporados secuencialmente. Se
ha determinado la secuenciación más favorable de las diferentes capas metálicas
depositadas por evaporación térmica y cañon de electrones (Mo/Ga/In/Ga/Cu/In).
Además, se ha obtenido una buena uniformidad del espesor de las láminas
precursoras y de la relación atómica Cu/(In+Ga) en áreas de hasta 30x30
cm2, sirviendo de precedente para un sistema industrial de bajo coste.
La selenización se realiza con Se vapor elemental para evitar la alta toxicidad
del H2Se. El estudio de las propiedades estructurales, morfológicas, óptica,
eléctricas y de la composición de este semiconductor tipo p revela la mejora
de las mismas al selenizar las muestras en atmósfera de Ar a 500ºC y posteriormente
atacarlas con KCN, ataque químico necesario para eleminar las fases secundarias
Cu-Se presentes en las láminas.

Queda demostrada la aplicabilidad de estas láminas delgadas como material
absorbente de células solares del tipo substrato de vidrio/Mo/CIGS/CdS/ZnO+ZnO;Ga/A1Ni.
Se obtienen células de lámina delgada con eficiencias de conversión cercanas
al 10%.