Abstract

RONDON ALMEYDA, Carlos Eduardo; BOTERO LONDONO, Mónica Andrea  and  OSPINA OSPINA, Rogelio. Análisis de elementos finitos de un sistema de evaporación para sintetizar películas delgadas de kesterita. Rev. ing. univ. Medellín [online]. 2021, vol.20, n.38, pp.51-66.  Epub Nov 20, 2021. ISSN 1692-3324.  https://doi.org/10.22395/rium.v20n38a3.

Actualmente, existe un interés dentro de la comunidad científica por las células solares de película delgada con una capa absorbente de kesterita (Cu2ZnSnS4), debido a que tienen una eficiencia teórica de más del 32 %. La síntesis de kesteritas por evaporación ha permitido un nivel de eficiencia en el laboratorio del 11.6 %. Si bien estos son buenos resultados, el diseño de la cámara de evaporación y la distribución de electrodos son esenciales para controlar los parámetros de síntesis y evaporar cada precursor en la etapa correspondiente. Este proyecto busca diseñar una cámara de evaporación que pueda alcanzar un vacío de 10-5 mbar, aumentar la deposición de superficies e impedir la evaporación de cada precursor en una etapa distinta a la correspondiente. Este último objetivo fue estudiado usando el programa Comsol multiphysics R (producto licenciado), con la adecuada disposición de precursores metálicos (zinc, cobre y estaño) determinada por el análisis de distribución de calor. Se concluye que cuanto más baja sea la temperatura de evaporación del precursor, menor será la altura del electrodo de cobre en el sistema. Esto ocurre debido a que con una altura menor la concentración de calor en el contenedor es menor. Este artículo es derivado de una investigación y fue financiado por la Universidad Distrital de Santander.

Keywords : capa absorbente; Comsol; CZTS; evaporación; elementos finitos; distribución de calor; kesterita; células solares de película fina.

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