Proyectos con compromisos institucionales del Dept. de Materiales Solares  LIFyCS  SENER-Celdas Solares.

Presentación del tema: "Proyectos con compromisos institucionales del Dept. de Materiales Solares  LIFyCS  SENER-Celdas Solares."— Transcripción de la presentación:

1 Proyectos con compromisos institucionales del Dept. de Materiales Solares  LIFyCS  SENER-Celdas Solares

2 LIFyCS Responsable: P.K. Nair Característica: proyecto departamental con participaciones de varios Universidades/institutos/centros Presupuesto: mas de 32 millones de pesos Compromisos: servicio de caracterización a todos los participantes, dos talleres por año Apoyo necesario: personal de técnico para operación de equipos de caracterización y personal de logística (secretaria)

3 Objetivos Objetivo científico Innovación en materiales y configuraciones, utilizando materiales abundantes, poco tóxicos y con técnicas de producción de bajo costo. Consolidar e innovar en las líneas de investigación de celdas solares: 1) Por depósito químico de semiconductores IV-V-VI 2) De polímeros conductores con sem. inorgánicos 3) De nanotubos de carbono y óxidos metálicos 4) De CIGSS 5) De CdTe

4 Objetivos Objetivo tecnológico Producción de módulos fotovoltaicos mediante técnicas de depósito de bajo costo. Transferencia tecnológica de sistemas maduros, como son aquellos basados en CdTe. Ser el Laboratorio referente para la validación de prototipos y componentes de tecnologías FV.

5 Productos Esperados Infraestructura para la investigación en ciencia e ingeniería de celdas solares e innovación fotovoltaica Formación de recursos humanos Consolidación de cuerpos académicos y grupos de investigación participantes Artículos de Investigación Prototipos de celda solar Transferencias Tecnológicas Módulos de educación continua y programa de talleres Módulos de difusión y promoción de tecnologías solares Red nacional de usuarios Vínculos con el sector productivo Laboratorio de Certificación

6 Calendarización de las Etapas del Proyecto 1er año: Levantamiento y Equipamiento de Laboratorio. Descripción de la etapa: Durante el primer año se tiene como objetivo principal la creación y fortalecimiento de la infraestructura del Laboratorio de Innovación Fotovoltaica y del Laboratorio de Caracterización de Celdas Solares. Así como la síntesis de los materiales y heteroestructuras consideradas en los diferentes tipos de celdas, ya que se cuenta con una cantidad importante de estudiantes de posgrado y colaboradores nacionales activos en los temas de investigación.

7 2do año Innovación fotovoltaica en materiales y arquitecturas, así como en metodologías de caracterización Descripción de la Etapa: El segundo año tiene como objetivo principal la instalación y puesta en marcha de los equipos adquiridos, así como la capacitación del personal técnico que se requiera. Se pretende fortalecer la investigación con una caracterización más rigurosa de los materiales y de los dispositivos que se fabriquen. 3er año Celdas solares experimentales y Caracterización de Sistemas FV Descripción de la Etapa: En el último año de la realización del proyecto, se planea la continuación de las actividades científicas, desarrollo tecnológico y caracterización de los sistemas considerados en el año 1-2, así como el establecimiento de laboratorios especializados en preparación y caracterización de sistemas fotovoltaicos novedosos.

8 ConceptoCONACyTUNAM Etapa IEtapa IIEtapa IIIEtapa IEtapa IIEtapa III LIFHorno de vacío, Equipo Sputtering y componentes, Potencionstato, etc. Equipo ALD, Evaporadora de metales, etc. 5,631,901--4,669,393-- CCSSimulador solar, EBIC-SEM, EDS-SEM, Fotoluminiscencia, etc. Elipsómetro espectral, C-V, centro de maquinaria, etc. 11,911,030--5,202,783-- Infraestructura ---Obra civil LIFyCCS de 450 m2 6,835,378-- Gasto Corriente --- Mantenimiento y/o reparación de equipos, capacitación, servicio ext.,etc 260,377450,000125,000 Subtotal17,542,931--16,967,931450,000125,000 Total $17,542,931.00 MN Concurrencia de los recursos y calendarización

9 SENER-Celdas Solares Responsable: Xavier Mathew Característica: proyecto inter-institucional compartiendo recursos Instituciones Socios: CIE-UNAM, ESFM-IPN Empresa participante: Satelsa S.A de C.V Presupuesto: 6.5 millones de pesos para gastos de inversion y corriente, y 1.38 millones para obra civil Compromisos: Planta piloto instalado en CIE-UNAM, módulos FV de CdTe/CdS en área 100 cm 2 Apoyo necesario: 1 técnico académico para mantener y operar la planta piloto y conjunto de equipos asociados (sistema de “spray CVD” de TCO, horno de vidrio templado, etc.) con la planta piloto en la producción de módulos FV.

10 Grupo de trabajo Centro de Investigación en Energía- UNAM CIE-UNAM ESFM-IPN socios - CINVESTAV-Queretaro - Uni. Autonoma de Queretaro - ModuloSolar S.L - CINVESTAV-Merida - Uni. Autonoma de Ciudad de Mexico

11 CIE-UNAM ESFM-IPN CINVESTAV Mérida CINVESTAV Querétaro UACM, D.F Instituciones Participantes Uni. Querétaro Centro de Investigación en Energía- UNAM

12 Objetivo general del proyecto Optimización de varios procesamientos involucrados en el desarrollo de heteroestructuras fotovoltaicas de CdTe/CdS para alcanzar uniformidad de las películas y una eficiencia arriba de 8% en área mayor que 100 cm 2. Desarrollar procesos de tratamiento con cloro para evitar uso de sales de cadmio y nuevos tecnologías de contactos óhmicas más estables y eficientes. Desarrollo de prototipo de mini-módulos de CdTe/CdS rayada por láser y interconectada para transferencia tecnología al sector industrial. Centro de Investigación en Energía- UNAM

13 Resultados Esperados (i)Prototipo de mini-módulos de CdTe/CdS rayada por láser y interconectada, con un eficiencia arriba de 8%. (ii)Transferencia tecnología de procesamiento de módulos fotovoltaicas de CdTe/CdS a sector industrial. (iii)Registro de propiedades intelectual/prototipos/modelos de utilidades (iv)Vinculación con sector industrial y un impulso para el creación de industria fotovoltaica nacional. (v)Desarrollo de recursos humanos a nivel posgrado (vi)Integración de varios grupos nacionales en el tema de celdas solares (vii)Creación de infraestructura Centro de Investigación en Energía- UNAM

14 Etapa #1: Productos: 1. Laboratorio 2. Películas de CdS en area 100 cm 2 3. Películas de CdTe en area 100 cm 2 4. 4 publicaciones 5. Presentación de trabajo en 3 congresos 6. 4 tesis de licenciatura 7. Conocimiento 8. Primera versión de celda Centro de Investigación en Energía- UNAM

15 Etapa #2: Productos: 1.Películas de CdS y CdTe optimizada 2.5 publicaciones 3.2 tesis de maestría 4.7 tesis de licenciatura 5.4 presentaciones en congresos 6.avance en tesis de 2 estudiantes de doctorado 7.Formación de 2 posdoctorantes 8.Conocimiento 9.Prototipo preliminar de mini-módulos 10. Organización de un evento académico 11. Conocimiento sobre manejo de laser para rayar Centro de Investigación en Energía- UNAM

16 1. Prototipo de mini-módulos de área de 100 cm 2 con eficiencias alrededor del 8%. 2. 2 tesis de maestría 3. 4 tesis de licenciatura 4. 2 tesis de doctorado 5. Avance en 4 tesis de doctorado 6. Formación de 2 posdoctorantes 7. 4 artículos publicados 8. 4 trabajos en congresos 9. Organización de un evento académico 10. Vinculación con sector productivo 11. Prototipos registrada 12. Informe final de proyecto Etapa #3: Productos Centro de Investigación en Energía- UNAM

17 Transparent Contact CdS CdTe Back Contact Centro de Investigación en Energía- UNAM Device fabrication steps back contact activation CSS-CdTe 4-6  m contact diffusion Vidrio conductor CdS 100-150 nm CdS, 2 min.CdTe, 4 min.Cl 2, 10 min.Back contactDiffusion, 10 min. All-CSS process: CdS, CdTe, CdCl 2

18 Transferencia tecnológica y vinculación con sector productivo Celda (4 cm 2 ) Módulo (100 cm 2 ) Metas en corto y mediano plazo Celdas rayada y interconectada Centro de Investigación en Energía- UNAM

19 Planta piloto - todo un proceso: CSS -Batch processing, -Low vacuum, low cost systems -All-dry process, material utilization, high efficiency -Easy scale up Centro de Investigación en Energía- UNAM Vidrio conductor CdSCdTe Contacto posterior activacion

20 Centro de Investigación en Energía- UNAM Planta piloto, vista parcial

21 CoceptoCostoAportación Gastos de inversion 2,849,000.00SENRER Gastos corrientes 3,593,896.00 SENER Obra civil1,380.000.00UNAM170 m 2 Total7,822,896.00