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

Patentes

Nombre del desarrollo:Parámetros de red y ancho energético prohibidos de aleaciones de InXGa1−XN (001) cúbico sobre sustratos de MgO (100
Etapa: 3
Tipo de entregable: Adicional
Vínculo al artículo: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022024815001232
Tipo: Publicación en revista
Indizada: Indizada
Cobertura: Internacional
Línea de Investigación: ..
Fecha de publicación: ..
Nombre del medio de publicación: ..

Nombre del desarrollo:Sintonización de la emisión en el violeta, azul, verde y rojo en pozos cuánticos de GaN/InGaN/GaN cúbico
Etapa: 3
Tipo de entregable: Adicional
Vínculo al artículo: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022024815006909
Tipo: Publicación en revista
Indizada: Indizada
Cobertura: Internacional
Línea de Investigación: Materiales fotovoltaicos
Fecha de publicación: 1 de febrero de 2016
Nombre del medio de publicación: Journal of Crystal Growth

Nombre del desarrollo:Estudio de diodos auto conmutantes de InAlAs/InGaAs para aplicaciones de cosechado de energía solar
Etapa: 3
Tipo de entregable: Adicional
Vínculo al artículo: http://iopscience.iop.org/article/10.7567/JJAP.55.014304/meta
Tipo: Publicación en revista
Indizada: Indizada
Cobertura: Internacional
Línea de Investigación: Dispositivos para cosechado de energía solar
Fecha de publicación: 21 de diciembre de 2015
Nombre del medio de publicación: Japanese Journal of Applied Physics

Nombre del desarrollo:Efectos de la temperatura de crecimiento en la incorporación de nitrógeno en capas de GaNAs
Etapa: 3
Tipo de entregable: Adicional
Vínculo al artículo: http://avs.scitation.org/doi/10.1116/1.4942900
Tipo: Publicación en revista
Indizada: Indizada
Cobertura: Internacional
Línea de Investigación: Materiales fotovoltáicos
Fecha de publicación: 1 de marzo de 2016
Nombre del medio de publicación: Journal of Vacuum Science & Technology B

Nombre del desarrollo:Determinacion del ancho de la capa de deserción y efectos de formación de un doble-2DEG en heteroestructuras de AlGaAs/GaAs
Etapa: 4
Tipo de entregable: Adicional
Vínculo al artículo: http://avs.scitation.org/doi/10.1116/1.4942898
Tipo: Publicación en revista
Indizada: Indizada
Cobertura: Internacional
Línea de Investigación: Materiales fotovoltáicos
Fecha de publicación: 1 de marzo de 2016
Nombre del medio de publicación: Journal of Vacuum Science & Technology B

Nombre del desarrollo:Caracterización estructural de AlGaAs:Si/GaAs (631) en función de la presión
Etapa: 4
Tipo de entregable: Adicional
Vínculo al artículo: http://avs.scitation.org/doi/abs/10.1116/1.4944452
Tipo: Publicación en revista
Indizada: Indizada
Cobertura: Internacional
Línea de Investigación: Materiales fotovoltáicos
Fecha de publicación: 1 de junio de 2016
Nombre del medio de publicación: Journal of Vacuum Science & Technology B

Nombre del desarrollo: Crecimiento de películas de GaN por abajo de las temperaturas de sublimación congruente sobre sustratos de GaAs(001) mediante epitaxia de haces moleculares asistida por plasma
Etapa: 4
Tipo de entregable: Adicional
Vínculo al artículo: http://avs.scitation.org/doi/10.1116/1.4943661
Tipo: Publicación en revista
Indizada: Indizada
Cobertura: Internacional
Línea de Investigación: Crecimiento de películas de materiales fotovoltaicos y su caracterización
Fecha de publicación: 10 de marzo de 2016
Nombre del medio de publicación:
Journal of Vacuum Science & Technology B

Nombre del desarrollo: Nuevas orientaciones en el triángulo estereográfico para el autoensamblado en diferentes facetas
Etapa: 5
Tipo de entregable: Adicional
Vínculo al artículo: http://aip.scitation.org/doi/10.1063/1.4954998
Tipo: Publicación en revista
Indizada: Indizada
Cobertura: Internacional
Línea de Investigación: Crecimiento de películas de materiales fotovoltaicos y su caracterización
Fecha de publicación: 24 de junio de 2016
Nombre del medio de publicación: AIP Advances

Nombre del desarrollo: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
Etapa:5
Tipo de entregable: Adicional
Vínculo al artículo: http://avs.scitation.org/doi/10.1116/1.4943661
Tipo: Publicación en revista
Indizada: Indizada
Cobertura: Internacional
Línea de Investigación: Crecimiento de películas de materiales fotovoltaicos y su caracterización
Fecha de publicación: 15 de marzo de 2016
Nombre del medio de publicación: Journal of Vacuum Science & Technology B

Nombre del desarrollo:Índice de refracción complejo de películas delgadas de InGaN crecidas sobre GaN/MgO cúbico (100)
Etapa: 5
Tipo de entregable: Adicional
Vínculo al artículo: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0040609017301050
Tipo: Publicación en revista
Indizada: Indizada
Cobertura: Internacional
Línea de Investigación: Materiales fotovoltáicos
Fecha de publicación: 10 de febrero de 2017
Nombre del medio de publicación: Thin Solid Films

Nombre del desarrollo:Crecimiento de nanolaminas de HfO2/TiO2 por deposición por monocapas atómicas y de HfO2-TiO2 por deposicion parcial en capas
Etapa: 5
Tipo de entregable: Adicional
Vínculo al artículo: http://aip.scitation.org/doi/10.1063/1.4975676
Tipo: Publicación en revista
Indizada: Indizada
Cobertura: Internacional
Línea de Investigación: Crecimiento de materiales FV
Fecha de publicación: 9 de febrero de 2017
Nombre del medio de publicación: Journal of applied Physics

Nombre del desarrollo:Deformaciones y efectos de anisotropía estudiados en surcos cuánticos de InAs/GaAs(2 2 1) por espectroscopia Raman
Etapa: 5
Tipo de entregable: Adicional
Vínculo al artículo: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022024817302257
Tipo: Publicación en revista
Indizada: Indizada
Cobertura: Internacional
Línea de Investigación: Propiedades ópticas y estructurales de materiales fotovoltáicos
Fecha de publicación: 21 de abril de 2017
Nombre del medio de publicación: Journal of Crystal Growth

Nombre del desarrollo: Análisis por espectroscopia óptica de la capa superficial cercana de deserción en heteroestructuras de AlGaAs/GaAs crecidas por MBE
Etapa: 5
Tipo de entregable: Adicional
Vínculo al artículo: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022024817302361
Tipo: Publicación en revista
Indizada: Indizada
Cobertura: Internacional
Línea de Investigación: Materiales Fotovoltáicos
Fecha de publicación: 13 de abril de 2017
Nombre del medio de publicación: Journal of Crystal Growth

Nombre del desarrollo:Eficiencia de recantenas de ancho de banda amplio en terhertz, en base a nanodiodos autoconmutantes
Etapa: 5
Tipo de entregable: Adicional
Vínculo al artículo: https://www.spiedigitallibrary.org/journals/Journal-of-Photonics-for-Energy/volume-7/issue-02/025001/Efficiency-of-broadband-terahertz-rectennas-based-on-self-switching-nanodiodes/10.1117/1.JPE.7.025001.full
Tipo: Publicación en revista
Indizada: Indizada
Cobertura: Internacional
Línea de Investigación: Nanoantenas
Fecha de publicación: 27 de abril de 2017
Nombre del medio de publicación: Journal of Photonics for Energy

Nombre del desarrollo:Estabilidad al doblado de GaN crecido sobre sustratos metálicos flexibles mediante epitaxia por haces moleculares asistida por plasma
Etapa: 6
Carácter: Original
Vínculo al artículo: https://doi.org/10.1088/2053-1591/aa7fe4
Tipo: Publicación en revista
Indizada: Indizada
Cobertura: Internacional
Línea de Investigación: Materiales Fotovoltáicos
Fecha de publicación: 3 de agosto de 2017
Nombre del medio de publicación: Materials Research Express

Nombre del desarrollo: Nucleación de puntos cuánticos de InAs sobre orientaciones (100) y (631) en GaAs
Etapa: 6
Carácter: Original
Vínculo al artículo: http://dx.doi.org/10.1016/j.physe.2017.08.013
Tipo: Publicación en revista
Indizada: Indizada
Cobertura: Internacional
Línea de Investigación: GaAs/GaNAs
Fecha de publicación: 18 de agosto de 2017

Nombre del medio de publicación: Physica E