En el proyecto IN110008 (vigencia 2010), se desarrollaron celdas solares en películas delgadas de compuestos de grupos IV (Sn, Pb), V (Sb, Bi), y VI (S, Se), tales como Sb2S3, Sb2Se3, PbS, y PbSe. En las estructuras de celdas solares de SnO2/CdS/Sb2S3/PbS o PbSe, se consiguió un voltaje de circuito abierto (Voc) de 650 a 690 mV. Éste Voc es comparable con el de celdas solares de silicio cristalino. La limitación hasta ahora es que la eficiencia de conversión de energía solar a energía eléctrica (η) en estas celdas es de 0.5-1%. Este es un décimo de η de las celdas solares comerciales. El valor pequeño de η en estas celdas es principalmente causado por la baja densidad de corriente de circuito cerrado (Jsc) de 4 mA/cm2 comparado con el de casi 40 mA/cm2 de celdas solares de Si-cristalino. En celdas de SnO2/Bi2S3/PbS, la Jsc es superior, de hasta 7 mA/cm2, pero el Voc es 300 mV. Consecuentemente la η de la celda es de 0.5%. En el proyecto que concluye, se habían mostrado prototipos de diez celdas de este tipo conectadas en serie, constituyendo así un módulo de área 10 cm x 10 cm con corriente de 7.5 mA y Voc de 4.5 V. Para aumentar la Jsc de las celdas y asegurar la estabilidad de las celdas es importante optimizar: (i) los espesores de las películas, (ii) procesos de horneado de estas, que a su vez controlan sus propiedades ópticas y eléctricas, (iii) contactos eléctricos al lado-n sobre SnO2 y al lado-p sobre PbS o PbSe, y (iv) interconexión de las celdas y laminación para la estabilidad en el intemperie. En este proyecto se realizará investigación sobre los materiales, interfaces y contactos de las celdas durante el primer año (2011) con la meta de conseguir celdas solares con η de 3-5%. En el segundo año (2012) se desarrollara la metodología de interconexión de las celdas y el proceso de laminación. El proyecto culminara con el desarrollo de prototipos de módulos de celdas solares de área de 100 cm2 en el tercer año (2013), con la evaluación de su estabilidad. El proyecto facilitará la evaluación de la factibilidad de producción comercial de este dispositivo. Participaran en el proyecto seis académicos del CIE-UNAM, y contará con cuatro alumnos de doctorado, dos de maestría, y dos de licenciatura. Se espera la publicación de seis artículos en el tema, y la participación en cuatro congresos internacionales y tres nacionales durante los tres años de vigencia del proyecto.

En 2008 y 2009, por el trabajo previo del grupo, se establecieron Sb2S3/PbS y Sb2Se3/PbS como películas delgadas prometedoras para celdas solares. Se demostró la conexión en serie de varias celdas con Voc por celda de 670 mV y Jsc de 4 mA/cm2. La eficiencia de conversión solar-eléctrica es de 1%. De estos resultados surge la importancia de realizar el presente proyecto para mejorar la eficiencia de las celdas solares y estudiar la factibilidad para la producción de prototipos de módulos fotovoltaicos. _x000D_ El propósito principal del presente proyecto es ofrecer otras alternativas para CdTe y Cu(In/Ga)Se2 en celdas solares, que se encuentran actualmente en producción comercial por miles de MW de módulos por año. A partir de varios estudios se ha concluido que la disponibilidad de Te, In, Ga, y Se sobre la corteza terrestre no puede sostener la producción masiva de módulos fotovoltaicos utilizando estos compuestos. En la búsqueda de una alternativa para los elementos debe considerar una mayor abundancia en la corteza terrestre y asimismo la facilidad de su extracción. Por ejemplo, la abundancia de los elementos indio, cadmio, antimonio y plata son casi lo mismo - una decima parte por millón de átomos sobre la corteza. Pero la cantidad extraída por año y el precio de venta de estos metales difieren de manera significativa. El galio es diez veces más abundante que estos elementos y el selenio y bismuto, son de decima a centésima en abundancia, en comparación. Sin embargo, ni el precio de venta, ni la producción anual de estos elementos sustenta esta diferencia. _x000D_ En el desarrollo de nuevas tecnologías para las celdas solares utilizando estaño (como SnO2), cadmio (como CdS), antimonio (como Sb2S3), bismuto (como Bi2S3), Pb (como PbS), y Se (como compuestos de selenuro, Sb2Se3, y PbSe) que se utilizan para el desarrollo de celdas solares en el CIE, se toman en cuenta el bajo precio, y la disponibilidad de estos elementos. Así, en caso de que sí logramos éxito, la tecnología tendrá la expectativa para escalar hacia la producción de módulos. El enfoque actual en la producción de celdas solares es el depósito químico. El depósito químico secuencial de películas semiconductoras es adecuado para la producción en lotes de las celdas sin una inversión importante en el equipamiento, en casi cualquier parte del mundo. Así, el cumplimiento de los objetivos y metas del proyecto constituye una contribución importante hacia el desarrollo de los países. En la tecnología y metodología de celdas solares por depósito químico, el grupo de trabajo cuenta con 25 años de antigüedad sostenida. Así, se espera que el presente proyecto culminará en una importante contribución al tema._x000D_