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

Los procedimientos quirúrgicos cancelados durante la pandemia se convierten en urgencias que ocupan al sistema hospitalario. Foto: HUN

Salud

junio 21 de 2021

Pacientes crónicos también llegan a UCI en este pico de la pandemia

Por distintas razones originadas a raíz de la pandemia, como el temor al...

En Estados Unidos se han suministrado 318 millones de dosis de vacunas contra COVID-19. Foto: CHANDAN KHANNA / AFP

Salud

junio 21 de 2021

Tratamientos contra COVID-19: la búsqueda continúa

De los 600 productos –entre vacunas y otros tratamientos– creados para...

Portada del especial “Tocar fondo para cambiar de rumbo”, disponible en UN Periódico Digital. Foto: Brandon Pinto.

Política & Sociedad

junio 21 de 2021

Tocar fondo para cambiar de rumbo, nuevo especial de UN Periódico Digital

La urgencia de una renta básica de emergencia para los hogares más vulnerables...

El paso del huracán Iota por las Islas de San Andrés, Providencia y Santa Catalina muestra la falta de preparación tanto del Estado como de la comunidad para afrontar estos eventos naturales. Foto: EFRAIN HERRERA / Colombian Presidency / AFP"

Medioambiente

junio 21 de 2021

“El desastre no fue el huracán, fue la falta de preparación”

“Empaqué mis libros, mi computadora y algunos documentos que para mí eran...

El modelamiento permitirá analizar estructuras ya construidas para remediar fallas como las que ocurrieron en el edificio Space. Foto: Sebastián Echavarría.

Ciencia & Tecnología

junio 21 de 2021

Modelamiento multiescala mediría impacto de sismos en los edificios

Al identificar el impacto causado por los sismos en los edificios y elementos...

La Estampilla Pro UNAL Sede Caribe podría recaudar hasta 300.000 millones de pesos para la Institución en esta región del país. Fotos: archivo Unimedios.

Educación

junio 18 de 2021

Aprobada en el Senado Estampilla Pro UNAL Sede Caribe

El Senado de la República aprobó el proyecto de Ley 328 de 2020, por medio del...

Contaminación y disminución de flora y fauna son algunos de los problemas que afectan a los humedales de Amazonas. Fotos: Harrison Calderón, UNAL Sede Leticia.

Medioambiente

junio 18 de 2021

Humedales de Leticia, a conocerlos para cuidarlos

Una iniciativa de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) busca sensibilizar...

La meta es que la energía eólica y la solar sean las principales fuentes de abastecimiento del país, de modo que las hidroeléctricas se usen cuando no haya vientos o radiación. Foto: Paul ELLIS / AFP

Medioambiente

junio 18 de 2021

Primer mapa de zonas aptas para generar energía solar y eólica

La nueva representación geográfica establece, por ejemplo, que en energía...

El estudio tomó como referencia tres municipios turísticos con actividad agrícola en Antioquia: Santa Fe de Antioquia, San Jerónimo y Sopetrán. Foto Alcaldía de Santa Fe de Antioquia.

Medioambiente

junio 18 de 2021

Turismo amenaza agro y ambiente en el occidente de Antioquia

El boom inmobiliario y turístico que vive esa región –que incluye municipios...

Mayor Gil Farekade, autoridad tradicional del Cabildo Indígena Herederos del Tabaco, la Coca y la Yuca Dulce (Cihtacoyd). Fotos: Unimedios Amazonia.

Artes & Culturas

junio 18 de 2021

Bienestar, ruta de vida del hombre murui

El buen vivir es la causa máxima y final de este pueblo indígena, para quienes...