Escudo de la República de Colombia

Ciencia & Tecnología

Magnetismo mejoraría calidad de películas para paneles solares

Por medio de la técnica de pulverización catódica, un proceso físico que vaporiza los átomos de un material sólido denominado “blanco”, mediante choques con iones energéticos, se busca obtener películas de mayor calidad y a menor costo con múltiples aplicaciones en la industria.

Manizales, 28 de noviembre de 2019Agencia de Noticias UN-

Equipo para pulverización catódica asistida por campo magnético, del Laboratorio de Nanoestructuras Semiconductoras. Fotos: Agencia de Noticias - Unimedios.

Sustrato de vidrio.

Celdas solares de películas delgadas. Foto: Juan David Losada Losada.

Síntesis de películas delgadas por la técnica de magnetismo.

El desarrollo de películas de paneles solares más eficientes es realizado por el estudiante Juan David Losada Losada, de la Maestría en Física de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede Manizales, con un sustrato de vidrio, altas temperaturas y magnetismo.

“Es uno de los procesos más importantes en la fabricación de productos con múltiples aplicaciones en campos como el almacenamiento de datos, las pantallas de última tecnología, los dispositivos optoelectrónicos y las celdas solares de película delgada”, señala el estudiante.

Para entender la pulverización catódica, el investigador explica que “se puede pensar en el proceso como una partida de billar a nivel atómico, con los iones (bola blanca) golpeando una agrupación de átomos densamente empaquetados (bolas de colores). Aunque la primera colisión empuja a los átomos más hacia adentro en la agrupación, colisiones posteriores entre estos pueden tener como resultado que algunos de los que están cerca de la superficie sean expulsados. El número de átomos expulsados de la superficie por ion incidente es el rendimiento de pulverización”.

Fuente de energía renovable

El sector de las energías renovables ha mantenido importantes inversiones especialmente en parques eólicos y en la incorporación de paneles solares a pequeña escala, en respuesta a la tendencia de aprovechar la energía eólica y la fotovoltaica, la cual se beneficia de la radiación solar.

Entre los materiales más usados y estudiados para la fabricación de celdas solares se encuentran el silicio cristalino y el arseniuro de galio (AIGaAs); este último es el material más eficiente pero también el más costoso.

Proceso con magnetismo

El nuevo proceso del estudiante Losada para obtener películas delgadas del material semiconductor AlGaAs se conoce como “técnica de pulverización catódica asistida por campo magnético”.

“Consiste en incluir un magneto dentro del electrodo negativo, con el fin de generar un campo magnético que logre que los electrones generen una corriente en forma de anillo denominada pista de carreras’. En este proceso los electrones son capturados dentro de dicha trayectoria, la formación de iones se incrementa al igual que el ritmo de colisiones entre los electrones y las moléculas del gas, lo que da como resultado una caída del voltaje en el blanco, es decir menor impedancia del plasma y una mejora en el ritmo de pulverización”, explicó el investigador

Equipo utilizado

Para el proceso de pulverización catódica asistido por campo magnético se depositan las capas y multicapas en un equipo que consta básicamente de una torre de control, una cámara de vacío y un sistema de enfriamiento.

“El equipo permite trabajar desde temperatura ambiente hasta 950 °C, con presiones desde 10-2 Torr hasta 10-4 Torr (milímetro de mercurio) en atmósferas controladas de argón, nitrógeno y oxígeno, entre otros. El sistema cuenta con 2 flujometros que permiten controlar el paso del gas a la cámara. El área máxima posible a recubrir es de 2” de diámetro sobre substratos planos que pueden ser aislantes, metales o semiconductores”, añade el estudiante.

Con el fin de encontrar las mejores condiciones de depósito para el semiconductor AlGaAs, se utilizó un sustrato de bajo costo como el vidrio, material que permite formar aleaciones que potencializan sus aplicaciones tecnológicas.

Este material en particular es de gran interés, debido a que su ancho de banda de energía puede variar desde 1,42 eV (electronvoltio) para el AlGaAs hasta 2,17 eV para el AlAs, según la concentración de Al en la aleación, y con una pequeña variación en su parámetro de red, lo que favorece la formación de multicapas.

(Por: fin/LGH/MLA/LOF
)
N.° 977

Otras noticias

Algunos economistas manifiestan que no se debe obviar la copandemia asociada al nuevo coronavirus, ligada a la pobreza. Foto: Brandon Pinto.

Salud

julio 07 de 2020

Salud y economía, entre la cuarentena y la reapertura

El aumento de la ocupación de camas en las UCI del Distrito Capital sugeriría...

La UNAL subió seis puestos en la medición general del ranking THE, en comparación con 2019.

Educación

julio 07 de 2020

Ranking THE clasifica a la UNAL entre las mejores de América Latina

La Universidad Nacional de Colombia (UNAL) subió seis puestos en su posición en...

En el Valle del Cauca casi el 90 % del cultivo de ají tiene como fin la exportación. Foto: Helmuth Ceballos - Unimedios Palmira.

Desarrollo Rural

julio 07 de 2020

Identifican pulgones que “pican” al ají en el Valle

Dos especies de áfidos o pulgones afectan a estos cultivos en el departamento,...

Los profesores vinculados a partir de 2002 deberán aprobar un curso de formación para ascender en el escalafón docente. Fotos: Grupo de Educación Social y Ámbitos Académicos- UNAL Sede Palmira.

Educación

julio 07 de 2020

Investigadores forman docentes con enfoque social

El proceso formativo de la juventud y la niñez colombiana no se está afectando...

Ciencia & Tecnología

julio 07 de 2020

Dispositivos para atención de COVID-19, otro logro de la UNAL Sede Medellín

Desde antes de empezar la cuarentena, profesores y estudiantes de la...

Localización geográfica de la cuenca hidrográfica del río Bogotá. Foto: Néstor Cruz.

Ciudad & Territorio

julio 07 de 2020

Río Bogotá debe ser el eje de la metrópolis capitalina

A partir de una directriz del Gobierno nacional, en el marco de una adecuada...

La prueba de concepto de la tecnología blockchain desarrollada por la UNAL permite identificar su valor para aumentar la transparencia y la rendición de cuentas en la contratación pública.

Ciencia & Tecnología

julio 06 de 2020

UNAL le entrega a la Procuraduría herramienta blockchain contra la corrupción

La prueba de concepto de la tecnología blockchain desarrollada por ingenieros...

El ecodiseño ayuda a recuperar productos como estrategia dentro de una economía circular. Fotos: Valentina Ramírez - UNAL Sede Manizales.

Medioambiente

julio 06 de 2020

Ecodiseño recupera productos desechados y ayuda al planeta

Después de ser desechado, el producto elegido inicia un proceso de recuperación...

La técnica plasma de convalecencia consiste en obtener plasma de un paciente que se ha recuperado, por medio de plasmaféresis.

Salud

julio 06 de 2020

Plasma de convalecencia, posible arma contra el COVID-19

El estudio clínico de seguridad y efectividad podría darle vía libre a esta...

El prototipo del modelo u-learning se validó en cursos reales de dos universidades. Imagen: Gustavo Moreno.

Ciencia & Tecnología

julio 06 de 2020

U-learning, el modelo de aprendizaje del futuro

Tomar una clase en el momento y lugar que se desee, en cualquier dispositivo...