Crecimiento y caracterización de grafeno para su aplicación en energía solar fotovoltaica

Abstract

El contexto de la crisis ecológica global, el uso y desarrollo de fuentes de energía renovables, como la energía solar, se vuelven esenciales para la sostenibilidad del planeta. La energía solar, una de las más abundantes y limpias, tiene el potencial de reducir significativamente la dependencia de combustibles fósiles y minimizar el impacto ambiental. Sin embargo, la implementación a gran escala de celdas solares enfrenta desafíos importantes, como el alto costo de algunos materiales y la limitada eficiencia energética que presentan en comparación con otras fuentes. Estos obstáculos limitan su adopción masiva, por lo que la investigación dirigida a optimizar la estructura y los materiales que componen las celdas solares es esencial. Analizar y mejorar la composición de estas celdas contribuye a incrementar su eficiencia, reducir los costos y extender su vida útil, facilitando así una transición energética más viable y económica. En este trabajo se realizó un estudio enfocado en la síntesis de grafeno mediante la técnica de deposición química de vapor (CVD) y su posterior caracterización, con el propósito de utilizarlo como material conductor en celdas solares de heterojuntura. La técnica CVD es conocida por permitir la obtención de grafeno de alta calidad, lo que resulta fundamental para asegurar un buen rendimiento en aplicaciones fotovoltaicas. En el laboratorio, se llevaron a cabo procesos de síntesis y verificación de la calidad del grafeno antes de su transferencia a la estructura de las celdas solares, asegurando que las propiedades eléctricas y ópticas del material fueran las adecuadas para su función(...).

The global ecological crisis context highlights the importance of using and developing renewable energy sources, such as solar energy, to ensure the planet's sustainability. Solar energy, one of the most abundant and clean sources, has the potential to significantly reduce reliance on fossil fuels and minimize environmental impact. However, the large-scale implementation of solar cells faces major challenges, such as the high cost of certain materials and the limited energy efficiency compared to other sources. These obstacles hinder their widespread adoption, making research aimed at optimizing the structure and materials of solar cells essential. Analyzing and improving the composition of these cells contributes to increasing their efficiency, reducing costs, and extending their lifespan, thus enabling a more viable and economical energy transition. This study focused on the synthesis of graphene through the chemical vapor deposition (CVD) technique and its subsequent characterization, aiming to use it as a conductive material in heterojunction solar cells. The CVD technique is well-known for enabling the production of high-quality graphene, which is critical for ensuring good performance in photovoltaic applications. In the laboratory, synthesis processes and quality verification of the graphene were conducted before its transfer to the structure of solar cells, ensuring that the material's electrical and optical properties met the required standards(...).