About the Group – Acerca del grupo

Green emission of Terbium doped a-SiC:H during the deposition process. The plasma of the rf-magnetron (below) serves as the excitation source.

Green emission of Terbium doped a-SiC:H during the deposition process. The plasma of the rf-magnetron (below) serves as the excitation source.


Texto en Español


About the Group


The materials science and renewable energies (Spanish: Ciencia de Materiales y Energías Renovables) group at the PUCP has various research activities in the field of wide bandgap emiconductors. It covers the production of thin films of Nitrides (SiN, AlN), Silicon Carbide (SiC) and their compounds using for instance triple rf-magnetron sputtering. The applications of these materials is vast and ranges from photovoltaic (PV) devices, high temperature devices, devices insensitive to aggressive chemical environments, biocompatibility, etc. to optoelectronic devices like sensors in the ultraviolet region or light emitters in the visible. The latter is extensively investigated in our laboratories. For example, we dope the wide bandgap semiconductor thin films with rare earths and enhance the emission by thermal activation processes. The emission process is investigated by means of photo- and cathodoluminescence and influencing parameters like rare earth and hydrogen concentration and annealing temperature dependence are determined. In addition, structure investigations (transmission electron microscopy) show that nano crystallites play a key feature for the emission mechanisms.


Since 2015, the group is expanding its activities in material’s research for photovoltaic applications: Current projects investigate the optical and passivation properties of AlN and SiON for wafer- and thin-film-Silicon solar cells, as well as down- and up-conversion processes using rare earths implemented in passivation- (AlN, SiC) and contact-layer (ITO) materials for next-generation solar cells.
Since 2017, the group is investigating different physical and empirical models to predict the energy production of PV systems and, in 2018, has started working on the characterization of different PV module technologies under different outdoor climate conditions.
In the framework of these investigations the group has various international research projects and cooperations: In particular with the University of Erlangen-Nuremberg (Germany), the Technische Universität Ilmenau (Germany) and the Helmholtz-Zentrum Berlin (Germany). Since 2017, with new PV projects underway, the group has initiated collaborations with the group IDEA of the University of Jaén (Spain).
The group continues to expand its activities in photovoltaics research with the aim to promote and contribute to Peru’s development towards a sustainable future with renewable energies. We offer participation on all levels for students and scientists.

Acerca del Grupo

El grupo de “Ciencia de Materiales y Energías Renovables” (MatER-PUCP) se enfoca en la investigación y el desarrollo del síntesis, análisis y aplicación de nuevos materiales. Inicialmente, esos nuevos materiales estarán basados en películas delgadas semiconductoras y partículas a escala mesoscópica. Entre las líneas de investigación destaca a la aplicación de estos materiales en dispositivos y sistemas para generación y conversión de energías renovables.

Las investigaciones del grupo abarcan tres temas principales: películas delgadas y partículas mesoscópicas, análisis de propiedades de materiales, y aplicaciones en ingeniería y optimización de materiales. En el caso de las películas delgadas, éstas son producidas a través de diferentes tecnologías; en particular, el grupo MatER cuenta con sistemas de deposición por pulverización catódica, spin coating y evaporación física. Adicionalmente, los proyectos del grupo involucran también el uso de métodos químicos, como por ejemplo deposición electroquímica. Las partículas en escala mesoscópica son producidas por medio de diferentes rutas químicas y técnicas modernas de síntesis. El grupo cuenta con la experiencia necesaria para su producción así como con acceso a diferentes laboratorios de la Sección Física PUCP, del Instituto de Corrosión y Protección (ICP-PUCP) y del Laboratorio de Investigación en Físico Química de la Sección Química.

El segundo tema principal de investigación es el análisis de las propiedades que presentan los materiales producidos en el grupo. El objetivo de este estudio se centra en conocer entre otros el comportamiento óptico, electrónico, térmico y estructural de los diferentes materiales, a través de diversas técnicas de caracterización.

La ingeniería y la optimización de los materiales en estudio en diferentes áreas constituyen el tercer tema del grupo de investigación. Los materiales producidos en el grupo son caracterizados y manipulados con el fin de optimizarlos para su uso en aplicaciones diversas, como por ejemplo en dispositivos fotovoltaicos para mejorar la eficiencia y/o bajar el costo de celdas solares, así como en dispositivos fotoelectroquímicos para la separación de agua en hidrógeno y oxígeno mediante fotocatálisis, entre otras aplicaciones.

El grupo trabaja en cooperación con entidades internacionales y nacionales: en Alemania con la Technische Universität Ilmenau, el Helmholtz-Zentrum Berlin y la FAU Erlangen y en España con la Universidad de Jaén; mientras que a nivel local tiene vínculos académicos con la Universidad Peruana Cayetano Heredia, la Universidad Nacional Mayor de San Marcos y la Universidad Nacional de Ingeniería.

 

Temas:

  • Preparación y caracterización de semiconductores que tengan un amplio ancho de banda para aplicaciones optoelectrónicas
  • Desarrollo de materiales para mejorar la eficiencia y/o bajar el costo de dispositivos fotovoltaicos
  • Desarrollo de métodos de caracterización y modelos para analizar tecnologías y sistemas fotovoltaicos
  • Síntesis de nuevos materiales basados en sistemas de multicapas para aplicaciones en áreas de producción de energía
  • Síntesis de partículas funcionales.Síntesis de materiales micro y mesoporosos
  • Corrosión de nuevos materiales