Síntesis de películas de ZnO:Li utilizando un reactor hidrotermal basado en Arduino : una aplicación para celdas solares

Abstract

La energía solar cobra mayor importancia en la sociedad, debido al bajo nivel de contaminación que produce en comparación con los combustibles fósiles. Una forma de aprovechar la energía solar es mediante el uso de celdas solares, que se fabrican con películas de óxido de zinc. Para su síntesis, es necesario utilizar un reactor hidrotermal, que se ha vuelto cada vez más costoso. Haciéndolo inaccesible para la mayoría de las instituciones educativas y el sector privado. Para solucionar el problema de su alto costo, el objetivo de este trabajo fue fabricar un reactor hidrotermal basado en Arduino, con un sistema de automatización con agitación, control de temperatura-presión y de bajo costo. Esto a través de una metodología sencilla y práctica, que está enfocada a usuarios sin conocimientos profundos en electrónica y programación. Se utilizó el software SolidWorks® para el diseño físico y la validación de esfuerzos en el reactor hidrotermal. El costo del reactor propuesto en este trabajo es 6 veces menor que el costo de un reactor comercial. Para validar la confiabilidad del reactor, se sintetizaron tres películas de óxido de zinc dopadas con litio con diferentes molaridades. Estas películas presentaron una respuesta de transmitancia equivalente a la reportada en la literatura. Finalmente, se pretende que la relevancia de este trabajo sea incentivar a usuarios, a través de la metodología propuesta, a fabricar no solo un reactor hidrotermal, sino también en fabricar complejos equipos de laboratorio.