Estudio estructural, morfológico y eléctrico de películas delgadas de ITO, CU2S y ZNO para potencial fabricación de Celdas Solares Fotovoltaicas
IBAIB-04-2018 

1. Datos generales
Nombre del proyecto Estudio estructural, morfológico y eléctrico de películas delgadas de ITO, CU2S y ZNO para potencial fabricación de Celdas Solares Fotovoltaicas
Resumen ejecutivo Las formas de aprovechar las energías renovables, están en constante fase de evolución tecnológica. Entre ellas, sigue destacándose la que proviene del sol, ya que es una fuente directa, gratuita e ilimitada de energía. Una de las formas de convertir la energía solar en energía eléctrica es a través de celdas fotovoltaicas (celdas solares), las cuales utilizan la tecnología de películas delgadas para su fabricación. El presente proyecto tiene como objetivo fundamental optimizar materiales para producir, en un futuro, celdas fotovoltaicas eficientes y de bajo costo. En la actualidad, las celdas solares basadas en silicio, ocupan el 80-90% del mercado de fabricación. Para este objetivo, la Escuela Profesional de Física (EPF) de la UNSA, en los últimos 6 meses, viene trabajando en la fabricación de diversas películas delgadas, con el objetivo de hacer esta propuesta viable. La metodología a ser utilizada para lograr el presente objetivo consistirá en: (i) continuar con la implementación del Laboratorio de Películas Delgadas de la Escuela Profesional de Física, (ii) crecer películas delgadas de ITO, Cu2S y ZnO sobre substrato de vidrio con diferentes tamaños de granos y grados de cristalinidad, (iii) caracterizar las películas obtenidas a través del análisis estructural, morfológica y eléctrica. Los resultados obtenidos del presente proyecto serán de vital importancia para que en un futuro próximo, se pueda fabricar, funcionalizar y mejorar la eficiencia de celdas fotovoltaicas de ITO/Cu2S/ZnO. Esto permitirá la creación de nuevos proyectos de desarrollo autosustentable en energías renovables que involucre a profesores y alumnos de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa.
Objetivo del proyecto Realizar un estudio sistemático de las propiedades estructurales, morfológicas y eléctricas de cada una de las películas delgadas: ITO, Cu2S y ZnO, variando el espesor y la temperatura del tratamiento térmico, todas ellas crecidas por Pulverización catódica y/o evaporación en vacío.
Código del proyecto IBAIB-04-2018 
Fecha de inicio 2019-01-07 
Duración 60 
Nombre del esquema financiero Proyectos de Investigación Básica y Aplicada - UNSA 
Monitor Cerrado Cerrado Cerrado 

Financiamiento
Entidades participantes Monto (S/) Total (S/) Porcentaje
Monetario No monetario Monetario No monetario
David Gregorio Pacheco Salazar 0.00 0.00 0.00 0.00% 0.00%
Universidad Nacional de San Agustin (UNSA) 250000.00 0.00 250000.00 100.00% 0.00%


2. Datos adicionales

Palabras clave Peliculas delgadas, celdas solares, materiales nanoestructurados, UNSA, Perú 
Justificación del proyecto Reconociendo el rápido crecimiento de la demanda de consumo energético, se torna una prioridad de la comunidad científica peruana, la inversión en investigación de tecnología de recursos renovables para los próximos años. De esta forma se garantiza el futuro de la población con el uso de una energía limpia (sin producción de contaminantes), que provenie de recursos renovables. En este sentido, el Perú es uno de los países con mayor potencial para desarrollar energías renovables; sin embargo, se hace poco uso de la radiación solar para conversión en energía eléctrica. La ciudad de Arequipa, es privilegiada en este recurso. Actualmente en el pais, se usa un sistema de energía fósil muy contaminante, debido a su bajo costo y una política favorable. Ante esta situación, la UNSA como universidad insignia de esta región, debe tomar la iniciativa y evitar lo que se avecina en un futuro próximo, la dependencia tecnológica externa. La UNSA tiene condiciones para investigar sobre materiales que pueden ser potencialmente usados para la futura fabricación de Celdas Solares. El laboratorio de Películas Delgadas de la Escuela de Física de la UNSA, actualmente puede crecerdiversas Películas Delgadas, con el Método de Pulverización Catódica (sputtering) y también por Evaporación. Esto sifnifica que es posible, obtener las películas delgadas de ITO, Cu2S y ZnO, siendo que la primera que es mencionada, servirá de contactos y las dos últimas serán los semiconductores para la futura unión p-n. Esto permitirá en un futuro cercano, aliviar el problema aquí identificado. 
Hipótesis del proyecto Crecer Películas Delgadas por el Método de Pulverización Catódica (Sputtering) pulverización y estudiar sistemáticamente sus propiedades estructurales, morfológicas y eléctricas. Estas películas, serán de ITO, Cu2O y ZnO, permitiendo visualizar las modificaciones en sus propiedades en función del tratamiento térmico que se realizarán sobre ellas y también en función del espesor de las mismas. Se pretende tener con esta evaluación, la maximización de las propiedades eléctricas lo que en un futuro, permitirá fabricar una celda solar fotovoltaica. 
Resultados esperados del proyecto 02 Publicaciones de artículos en revistas indizadas, en las bases Scopus o Web of Science, 02 Investigadores Junior titulados por publicación de artículo 03 Profesionales Capacitados (pasantías, cursos talleres, etc. con duración mayor a 24HH) 01 ponencia realizada nacionalmente 
Impactos esperados Se pretende que docentes e investigadores junior, puedan publicar en revistas indizadas y que con esto, aumentar la visibilidad de la UNSA a nivel internacional. Esto estaré fortaleciendo los recursos humanos en cuanto a saber cómo realizar investigación de impacto. Para los docentes, le permitiría ayudar a mantener como Investigadores CONCYTEC (REGINA) y a los juniores, poder obtener títulos profesionales, además de la experiencia. En lo referente a asuntos ambientales, con los resultados del proyecto, se podría fabricar a futuro una celda fotovoltaica, que podría reducir el uso de la energía hidraúlica y evitar de esta forma, desplazamiento de tanto de personas, como de animales de su hábitat natural, o sea, de lugares que serían inundados de agua por la construcción de represas. En el aspecto económico, se buscará (a futuro) obtener energía eléctrica, a partir de la energía solar a través de películas delgadas, los más económica posibles (por lo menos, en lo que dependa de la investigación propuesta). 

3. Equipo técnico
Equipo técnico Carlos Adolfo Vilca Huayhua; Leonardo Villegas Lelovsky; Karla Jahaira Paz Corrales; Jose Antonio Huamani Coaquira; Fermin Fidel Herrera Aragón; Raul Ernesto Luque Alavrez; Wilmer Alexe Sucasaire Mamani; David Gregorio Pacheco Salazar