Implementación de un sistema de crecimiento por capas atómicas (ALD) para la obtención de películas ultradelgadas en la fabricación de celdas solares.

Resumen
La implementación del sistema de crecimiento por capas atómicas (ALD) tiene como objetivo el fortalecimiento del desarrollo científico y tecnológico mediante la generación de conocimiento en esta técnica de síntesis que no es ampliamente utilizada en Suramérica, existiendo de esta manera la posibilidad de ser un país de referencia en su conocimiento y uso. La comunidad científica dedicada al ALD es reducida, aunque esto no ha sido impedimento a que sea ampliamente utilizada en la industria de semiconductores, electrónica, materiales biocompatibles, recubrimientos ópticos y de alta dureza, etc. Esta técnica permite abrir nuevas posibilidades en el desarrollo de materiales a escala nanométrica, lo cual contribuye, no solamente en mejorar y controlar específicamente sus propiedades, sino también en el desarrollo de la ciencia básica y aplicada en general. Así mismo, es importante destacar que este proyecto permitirá fortalecer las colaboraciones de los grupos que lo conforman, a través de la formación de estudiantes tanto de pregrado como de posgrado, y en alianza con las empresas; lo que muestra claramente el aporte a la construcción de una sociedad, un territorio sostenible y competitivo. Todo el trabajo experimental estará acompañado de simulación de propiedades morfológicas, estructurales y ópticas de las nanoestructuras. También, se analizará la posible implementación de materiales crecidos en el ALD como el SnO2 en dispositivos fotovoltaicos, por medio de simulaciones a través de ecuaciones de transporte y continuidad.

Objetivo General:
Diseñar, construir y poner en operación el primer sistema de ALD en el país para el desarrollo de materiales de baja dimensionalidad que permita establecer una colaboración estrecha entre diferentes instituciones académicas e industria al tener una metodología nueva de síntesis de materiales para diversas aplicaciones en Colombia.

Objetivos específicos:
•Construir un diseño modular y robusto con el fin de aumentar las capacidades para fabricar sistemas complejos de multicapas, así como la opción de cambios en la geometría del reactor para recubrimientos conformales en objetos 3D.
•Obtener depósitos de Al2O3 a través del precursor TMA como material de referencia como testigo de la correcta funcionalidad del equipo.
•Optimización en la obtención de otros materiales como SnO2, ZnO, NiO, con los precursores Tetrakis(dimetillamido)Tin (TDMASn), Dietilzinc (DEZ) y Bis(Ciclopentadienil)Níquel respectivamente.
•Estudio teórico-experimental de las nanoestructuras obtenidas para aplicaciones en sistemas de generación de energía.

Este proyecto generará una técnica de crecimiento de películas ultradelgadas para la transformación de la fabricación de celdas solares, donde se integran y consideran diferentes disciplinas al servicio de la investigación, tales como: física, química e ingeniería. Este proyecto puede ubicarse simultáneamente en la línea de generación, almacenamiento y gestión de energía, ya que aborda el desarrollo de soluciones para la generación de energía, de manera eficiente y responsable, necesaria para un crecimiento sostenible y equitativo; respetando los compromisos medioambientales del entorno regional y global. La línea de Tecnificación del agro: es transversal a este proyecto ya que el ALD es una técnica que puede ser usada en el crecimiento de materiales duros y se puede impulsar la implementación de herramientas y procedimientos con un alto grado de tecnificación en el aprovechamiento óptimo de los recursos naturales, con el objetivo de contribuir en la transformación del sector agroindustrial colombiano hacia un sector más productivo y competitivo. Equipamiento, tecnificación e infraestructura.

Así mismo, es importante destacar que todos los grupos que conforman el proyecto se beneficiarán de la nueva técnica de ALD para que desarrollen nuevos proyectos de investigación y en la formación de personal a través de trabajos de pregrado y de posgrado lo que muestra claramente el aporte a la construcción de una sociedad y un territorio sostenible, competitivo e inclusivo.