Optimización del proceso para obtención de módulos fotovoltaicos de película delgada de CdS/CdTe en áreas de 100 cm2 UACM/SS/105/INT (Interno)

Objetivo General

Procesamiento, obtención y reproducibilidad de módulos fotovoltaicos de película delgada de CdS/CdTe en áreas de 100 cm2, con eficiencia fotovoltaica del 5% y de bajo costo.

Justificación

Impacto social.
El desarrollo de la industria fotovoltaica tendrá un importante papel en el aprovechamiento de la energía solar para producir electricidad a través de la conversión directa de luz. México es uno de los países que recibe una gran cantidad de radiación solar a lo largo del año, la investigación y desarrollo de la energía fotovoltaica, ayudaría a satisfacer la demanda de energía futura y crearía oportunidades de negocio inversión y empleo para la Industria Mexicana. Además de contribuir a la disminución del calentamiento global derivado de los gases contaminantes emitidos en la producción de energía eléctrica por medio de los combustibles fósiles. En este contexto el registro de este proyecto en el programa de servicio social es relevante y tendrá un impacto directo en la sociedad, el medio ambiente, la ciudad y el país.
Además de capacitar e instruir a las nuevas generaciones de alumnos de la UACM en el procesamiento de materiales para el aprovechamiento de la energía solar.

Beneficios institucionales y académicos.
La UACM colabora actualmente en 3 convenios de colaboración de proyectos de investigación aprobados por el CONACyT y a la par de las mejores instituciones de educación superior del país, como son:
- Participante en el proyecto de investigación CONACyT en la modalidad PROINNOVA, ref. 139562: “OPTIMIZACIÓN DE LA CALIDAD Y COSTOS DE FABRICACIÓN DE LOS MÓDULOS FOTOVOLTAICOS DE CdTe/CdS EN ÁREA DE 100 CM2 MEDIANTE EL MEJORAMIENTO DE LOS PROCESOS Y EQUIPOS ASOCIADOS CON SU PRODUCCIÓN INDUSTRIAL”, 2010 - . Responsable técnico: Ing. Jean Marc Zisa.

- Participante en el proyecto de investigación USA AIR FORCE Research Laboratory – MÉXICO ESFM (IPN): “PROCESSING AND CHARACTERIZATION OF III-V POLYCRISTALLINE THIN FILM (TF) MATERIAL FOR PV-APPLICATIONS”. 2010 – 2012. Responsables técnicos: Dr. Gerardo Contreras Puente y Ken A. Jones (Army Research Laboratory).

- Participante en el proyecto de investigación 151076 de la Convocatoria del Fondo Sectorial CONACYT-SENER-SUSTENTABILIDAD ENERGÉTICA 2010-01el Fondo Sectorial CONACYT-SENER-SUSTENTABILIDAD ENERGÉTICA: "Fabricación de celdas solares de aleaciones semiconductoras basadas en Ga(In)N", 2012-2015. Responsable técnico: Dr. Máximo López López.

Desarrollo

• Procesamiento de prototipos de módulo fotovoltaico basados en Vidrio-SnO2:F/CdS/CdTe/Cu-Au.
• Depósito óptimo de semiconductores Sulfuro de Cadmio (CdS) y Teluro de Cadmio (CdTe) mediante la técnica de Transporte de Vapor en Espacio Cerrado con Lámparas Infrarrojas (CSVT-IR) y depósito óptimo y tratamiento térmico (TT) con de Cloruro de Cadmio (CdCl2).
• Depósitos óptimos de contactos metálicos posteriores de Cobre-Molibdeno por Sputtering.
• Separación óptima de los contactos posteriores mediante un sistema de sand blast.
• Interconexión óptima de celdas solares que constituyen el módulo fotovoltaico mediante cintas metálicas de Cobre (Cu), Níquel (Ni), Cu-Ni ó Níquel-Aluminio (Ni-Al).

Recursos

El registro de este proyecto en el programa de servicio social cuenta con los siguientes con materiales, insumos y equipos experimentales.

• Controlador de flujo másico mca. MKS
• 943 Controller Display para Cat Frio. 100-120V , 60Hz
• Bomba Turbomolecular mca ALCATEL, mod ATP 80, aire. Inlet ISOK 63 . Vel 80 l/
• Display - Controller mca ALCATEL mod ACT200TH. 110V-60Hz
• Accesorios de vacío
• Tubo de vidrio 200/5.0 mm longitud 150 cm
• Agua destilada 19 litros Hycel
• Agua desionizada 19 litros Hycel
• Desecador para vacío 702 Cuin 9x10x11 13/16 Daigger
• Gasa tipo hospital en rollo 20x12 91x91 No esteril Pronamac
• Guante de latex mediano PK-100 pzas ambiderm
• Vaso PPDO vidrio borosilicato 4000 ml Kimax Alt. 250 mm x diam. 160 mm
• 2-PROPANOL R.A. 4 LITROS BAKER
• ACETONA R.A. 4 LITROS BAKER
• PARRILLA DE CALENTAMIENTO CON AGITACION 200X200MM, DE 50-550ºC DE TEMP 100-1500 RPM 115V IKA
• BALANZA DE PRECISION CALIBRACION AUTOMATICA INTERNA, 400 GR DE CAPACIDAD
• BAÑO ULTRASONICO MOD CPN-952-516 BRANSON B3510PTH, CAPAC.2 1/2 GAL 11 1/2 X 9.5 X 6" CON TIMER DIGITAL DAIGGER
• MUFLA ECONOMICA THERMOLYNE 127.5 CU IN DE CAPAC.,

Equipo de cómputo
• COMPUTADORA MARCA ACER MODELO Veriton X VX490G-SI35502W
• Impresora HP Multifunción Color LaserJet Pro CM1415FNW
• Impresora HP OfficeJet 4000
• Regulador de voltaje de 1000 VA/500W
• PROYECTOR Marca EPSON modelo PowerLite S10+
• COMPUTADORA PORTATIL MARCA Gateway Modelo NV55C03M

Evaluación

• Mensualmente se evaluarán los objetivos y metas planteadas y cumplidas por el estudiante(s) del servicio social.
• Se realizará una evaluación intermedia a los 3 meses y una evaluación final al término del servicio social.
• Se entregará un breve informe final de las actividades realizadas durante la prestación del servicio social.

Personal acreditado de firmar los controles de horas e informes (bimestral y final)

Nombre: Dr. Rogelio Mendoza Pérez
Cargo: Profesor investigador de T.C.
Colegio de Ciencia y Tecnología
Teléfono/ext.: 5558501901 ext. 13146 y 13148
Correo electrónico: rogelio.mendoza@uacm.edu.mx

Nombre: Dr. José Alfredo Del Oso Acevedo
Cargo: Profesor investigador de T.C.
Colegio de Ciencia y Tecnología
Teléfono/ext.: 5558501901 ext. 13146 y 13148
Correo electrónico: alfredo.deloso@uacm.edu.mx

Nombre: Dr. José Joaquín Lizardi del Ángel
Cargo: Profesor investigador de T.C.
Colegio de Ciencia y Tecnología
Teléfono/ext.: 5558501901 ext. 13146 y 13148
Correo electrónico: jose.lizardi@uacm.edu.mx

Resultados

• Capacitación de estudiantes en material e instrumental propio de laboratorio • Obtención de materiales semiconductores por CSVT • Obtención de metales conductores por Sputtering-DC • Obtención de celdas y módulos fotovoltaicos prototipos

Actividades	Licenciatura	Solicitados
Independientemente del perfil académico de los estudiantes que realicen el servicio social, estos realizarán cualquiera de las actividades que se enlistan abajo. • El prestador de servicio social debe realizar actividades de búsqueda bibliográfica sobre los tópicos relacionados a este proyecto de investigación, celdas solares, módulos fotovoltaicos. • El prestador de servicio social en este proyecto de investigación será capacitado a cabalidad en los equipos e instrumentos científicos que utilizará. • El prestador de servicio social debe realizar actividades propias de un laboratorio de investigación, como son: manejo de substancias, materiales y equipo experimental. • Limpieza de substratos conductores transparentes. • Depósito de películas semiconductoras de CdS y CdTe por CSVT. • Tratamientos térmicos a materiales semiconductores con CdCl2. • Depósito de Molibdeno (Mo) por Sputtering-DC.	Ingeniería en Sistemas Energéticos, Ingeniería en Sistemas Electrónicos y de Telecomunicaciones, Ingeniería en Sistemas Electrónicos Industriales, Ingeniería en Sistemas de Transporte Urbano	15