Abstract

Los sistemas nanoestructurados de SiO2 y TiO2 producidos por la técnica de magnetron sputtering, han permitido el desarrollo de filtros ópticos que maximizan la conversión de luz en diferentes dispositivos y aplicaciones [1?4]. Es así, que los recubrimientos antirreflectantes (ARC) de sistemas SiO2/TiO2 permiten incrementar la transmitancia (mayor cantidad de luz disponible para generar el efecto fotovoltaico en la celda solar) del vidrio protector de los módulos fotovoltaicos, mejorando así la eficiencia cuántica en paneles fotovoltaicos, incrementando la capacidad de generación eléctrica [5,6].En este trabajo se estudiará diferentes sistemas antirreflectantes SiO2/TiO2 compuestos por 4 capas (bajo (L) y alto (H) índice de reflexión) en un arreglo LHLH, usando voltaje de polarización en el substrato y un tratamiento térmico posterior a 400°C. Las multicapas nanoestructuradas de TiO2 y SiO2 fueron sintetizadas mediante magnetron sputtering, usando una fuente RF para el blanco cerámico de SiO2 y DC para el blanco metálico de Ti. Para la obtención de la capa cerámica de TiO2, se utilizó el modo de magnetron sputtering reactivo, introduciendo al sistema un flujo de oxígeno con una relación de 10/2.5 sccm (Ar/O2). En la caracterización óptica, se utilizó un fotoespectrómetro en el rango UV-VIS (300 ? 800 nm) y un elipsómetro laser para determinar el espesor de las capas sintetizadas. En la caracterización microestructural se utilizaron técnicas como: FE-SEM, AFM, XRD y espectroscopía Raman. Los resultados demostraron que en los recubrimientos antireflectantes disminuyeron la reflectancia del vidrio especular en un 35%. Además, las curvas de transmitancia , los recubrimientos ARC, modifican la transmitancia del vidrio, corriendo la absorbancia de la película hacia el rojo con una transición a 350 nm característico del TiO2 y una transmitancia máxima (94,25 %) a partir de 440 nm. En este caso, se puede observar como el sistema ARC filtra el visible, absorbiendo el UV entre 250 a 350 nm. Cabe resaltar, que el exceso de luz UV que llega al panel fotovoltaico, genera daños en el polímero (EVA) que se encuentra entre el vidrio protector y la celda solar del panel fotovoltaico, generando cristalización del mismo y reduciendo su transmitancia disminuyendo la cantidad de luz efectiva que llega a la celda solar (ver Fig 1a), por lo tanto este diseño de ARC permite proteger de manera mas eficaz el paso de luz UV hacia el interior del panel solar, ya que la foto-conversión de luz solar a energía eléctrica y así obtener la máxima de eficiencia del panel se encuentra entre los 500 y 600 nm del espectro visible [7].En todos los casos se observa un incremento de la transmitancia comparados con el substrato de vidrio sin recubrimiento, lo cual sugiere que el diseño antirreflectante depende principalmente del espesor de las capas de TiO2, incrementando la transmitancia hasta un 2,69% en el rango visible.