Diseño óptico y eléctrico de celdas solares basadas en CuInxGa1−xSe2 (CIGS)

Con la actual demanda energetica se ha incrementado el uso de combustibles fosiles, los cuales han llevado a niveles elevados de contaminacion en el medio ambiente. Es por esto que se ha visto la necesidad de implementar otro tipo de energias no convencionales (energias renovables) que contribuyan a un desarrollo sostenible y ambiental mas limpio. La energia fotovoltaica se encuentra entre este tipo de energias renovables que puedan suplir las necesidades energeticas que se requieren a diario. Es por esto que se crearon varias generaciones de celdas solares con el fin de suplir esta demanda energetica. En el mercado actual son utilizadas celdas de silicio y son consideradas como una nueva fuente para el consumo energetico, sin embargo, existe una brecha entre el posicionamiento de estas celdas en el mercado para encontrar un optimo entre la relacion eficiencia-costo. Por esta razon se han investigado otro tipo de materiales que posiblemente puedan superar esta relacion eficiencia-costo de las celdas fabricadas con silicio, como lo serian las celdas en pelicula delgada basadas en CIGS. Con el fin de demostrar la posible implementacion de celdas solares basadas en CIGS, se realizo un diseno de este tipo de celdas mediante un modelo optico y electrico unificado que permitiera su rapida evaluacion. De alli, fue aplicado a una celda de heterounion CdS/CIGS, debido a que estas celdas son bastante prometedoras para su produccion como fuente energetica y posible reemplazo a las celdas solares basadas en silicio. Se realizaron simulaciones a partir del modelo unificado y se obtuvieron importantes variables como: eficiencia (η), factor de llenado (F F), corriente en corto circuito (Jsc) y voltaje en circuito abierto (Voc); encontrando un optimo de eficiencia en este tipo de celdas solares. Finalmente, se concluye con un diseno de celdas solares tandem basadas en CIGS, obteniendo un limite de eficiencia del 33.1 %