Oxidos Conductores Transparentes y algunas de...
Transcript of Oxidos Conductores Transparentes y algunas de...
Oxidos Conductores Transparentes y algunas de sus
li i é iaplicaciones energéticas
Dr. Dwight R. Acosta Najarrod íInstituto de Física,UNAM
Laboratorio de Películas Delgadas
Microscopía Electrónica AvanzadaMicroscopía Electrónica Avanzada
[email protected], 56 22 51 17
-Transmisión en el visible >/= 70 % y Eg > 3.0eVP lí l D l d -Conducción Eléctrica >/=103Ω-1cm-1
-Densidad de transportadores >/= 1017 cm-3
Películas Delgadas con
M t i l Laboratorio deMateriales
Electrocrómicos
NixOyWO3
Materiales
F t t líti Materiales
Películas Delgadas yRecubrimientosx y 3 Fotocatalíticos
TiO2 ,TiO2:Sn
SnO2-TiO2
Materiales
Fotovoltaicos
ZnO: M,TiO2: MMateriales
S d G Materiales de
METODOS DE SINTESIS:
2 2 2
SCdSensores de Gas
TiO2:M, SnO2F
Materiales deRecubrimiento Anticorrosivo:
NixOy
-ROCIO PIROLITICO NEUMATICO Y ULTRASONICO
-PULVERIZACION CATODICA DC y RF
-SOL-GEL, .SOL-SPRAY...
..EVAPORACION TERMICA, ELECTRODEPOSICION...
Light absorptionBasic steps forSun energy
i
Light absorption Charge separation
conversiong p
Charge collection
(ZnO:M, ITO,SnO2:F,etc.).
ELECTRON-HOLE PAIR (EHP) PRODUCTION Typical solar cells configurations
Heavily doped n-region. The n-region isvery narrow and most of the photonsare absorbed in the depletion region and within the neutral p-side. E-H Pairsgenerated in the depletion region are inmediately separated by the built-in field.The electrons drift to the n-sideand the holes drift o the p-side
From: http://rredc.nrel.gov/solar/calculators/PVWATTS/
Conventional single-gap solar cells makesa poor use of solarsprectrum. On the onehand, sub-bandgapphotons can not beabsorbed. On theother, high energyphotons generateelectron-hole pairswhose energy excessover the gap is lostthrough phononemission
From :http://rredc.nrel.gov/solar/calculators/PVWATTS/
TRANSPARENT CONDUCTIVE OXIDESTRANSPARENT CONDUCTIVE OXIDES‐PHOTOVOLTAIC AND MATERIALS
‐DOPED ZINC OXIDE THIN FILMS:
Z O I‐ZnO: In
‐ZnO: Cr
‐ ZnO: Ga
Z O F‐ZnO: F
Colaboración con el Dr. Arturo Maldonado y la Dr. María de la Luz yOlvera del CINVESTAV, IPN, México D.F.,Sección de Estado Sólido, Ing. Eléctrica
Vidrios con Propiedades que pueden ser modificadasser modificadas
• Vidrio +PD:
• Termocrómico (cambio de coloración cuando es, calentado v.gr. sol
• Fotocrómico (cambio de coloración cuando se expone a la luz)( p )
• Electrocrómico (Cambia su transparencia y su coloración con laElectrocrómico (Cambia su transparencia y su coloración con la
electricidad)
• Fotovoltaico (genera electricidad con la luz solar)
APPLICATIONS OF TCO-Optoelectronics devices :(LED´s semiconductor lasers)
Photovoltaic cells, -Flat panel displays (liquid crystals, electroluminiscent
displays)displays)-Smart windows and displays based on electrochromics-Heat efficient windows (reflect IR transparent to visible-Heat efficient windows (reflect IR, transparent to visible
light)-Defrosting windows and antistatic coatings
Photodegradation Systems
SOME TYPICAL TCO MATERIALSSOME TYPICAL TCO MATERIALS-In2O3:Sn (ITO)
-SnO2:Sb & SnO2:F-ZnO:M (M= Al In B Ga F)-ZnO:M (M= Al, In, B, Ga.F)
-Cd2SnO4-CuAlO2 & CuGaO2
Energy use in buildings:an urgent issue*g
•40 % of EU15’s and USA’s primary energy is used in
••Energy for AC is on the Energy for AC is on the rise!rise!primary energy is used in
buildings!
• Heating
rise!rise!
•• 17 % of energy for AC in17 % of energy for AC inh 1 d i 199h 1 d i 199• Heating
• Cooling
•• theEU15 during 1995theEU15 during 1995‐‐•• 20032003•• ~50 % of peak power~50 % of peak power
• Lighting
p pp p•• to AC in Hong Kong &to AC in Hong Kong &•• SingaporeSingapore•• >75 % of peak power>75 % of peak power
• Ventilation•• >75 % of peak power>75 % of peak power•• to AC in Kuwaitto AC in Kuwait
* SPECTRA 09; Lima PERU 01 April 2009* SPECTRA 09; Lima, PERU, 01,April 2009
• C.G. Granqvist
• The Ångström Laboratory, Uppsala University, Sweden
0.20
0.25ClaroCatódico --> Ox
-0.05
0.00
0.05
0.10
0.15rie
nte
(mA
/cm
2 )
ciclo 1
-0.30
-0.25
-0.20
-0.15
-0.10Cor
r ciclo 50 ciclo 100 ciclo 200 ciclo 300 ciclo 400 ciclo 500 ciclo 600Obscuro
Anódico --> Red
-1000 -500 0 500 1000 1500
Potencial (mV)600 ciclos
xH++ xe‐
WO3 Hx WO3
CYCLIC VOLTAMMETRY RESULTS
Extract.
0 10
0.15
AE
0 00
0.05
0.10
AF
0 10
‐0.05
0.00
Curren
t(m
A/cm B
Injection
‐0.15
‐0.10C ( C
Injection
‐1000 ‐500 0 500 1000 1500
‐0.20
Potential (mV)
Cycle 500D
Third International Workshop for R&D Networking among Mexican and Korean Universities on Eco‐materials Processing
0.25Claro
0.10
0.15
0.20m
2 )Catódico --> Ox
-0.05
0.00
0.05
ente
(mA
/cm
ciclo 1
-0 20
-0.15
-0.10Cor
rie ciclo 1 ciclo 50 ciclo 100 ciclo 200 ciclo 300ciclo 400
-1000 -500 0 500 1000 1500-0.30
-0.25
0.20 ciclo 400 ciclo 500 ciclo 600Obscuro
Anódico --> Red
Potencial (mV)600 ciclos
PROYECTOS EN ETAPA INICIAL
1) ECOMATERIALES PARA REMEDIACION AMBIENTAL, DGAPA UNAM 15 000 usdDGAPA, UNAM, 15,000 usd
2) ECOMATERIALES PARA AHORRO DE ENERGIA
Instituto de Ciencia y Tecnología de la Ciudad de México‐UNAM, 100,000 usd
1 Posición posdoctoral
3 Becas de maestría