Las celdas solares de Perovskita han atraído la atención de la comunidad científica en los últimos años debido a los avances significativos en su eficiencia. Sin embargo, su estabilidad es todavía un problema que limita el avance de esta tecnología. En este trabajo se presenta la fabricación y caracterización de pervoskitas bidimiensionales pertenecientes a la familia Ruddlesden-Poppery (A)2(MA)n−1PbnI3n+1 (se estudiaron 3 cationes grandes en la posición A: n-propilamonio, t-Butilamonio o Bencilamonio). La modulación de estos cationes que promueven la formación de una estructura bidimensional, generó un incremento en el bandgap de los materiales, así como una mejora en su estabilidad térmica y a la humedad. Aunque naturalmente la introducción de estos cationes genera una disminución en las propiedades de transporte, reduciendo la corriente de los dispositivos, se lograron obtener dispositivos con eficiencias de 10,35% para (BUA)2(MA)2Pb3I10, que, presentando una estabilidad mejorada, lograron retener el 68% de valor inicial luego de 1700h sin encapsulamiento.

Las capas absorbentes de calcopirita CuInSe2 (CISe) y Cu(In, Ga)(S, Se)2 (CIGS) han surgido como alternativas prometedoras en el campo de las celdas solares debido a sus propiedades únicas tales como, eficiencias de conversión de energía (PCE) por encima del 20 %, bandgap directo y el alto coeficiente de absorción. Esto permite fabricar dispositivos fotovoltaicos de alta calidad con capas absorbentes de 2 μm de espesor, reduciendo significativamente el uso de materias primas. Además, la capa absorbente de CISe es un material deseable para la configuración en tándem de Perovskita/CIS con un estrecho bandgap en la parte inferior que ha demostrado PCE cercanos al 25 % y potenciales aplicaciones en sustratos ligeros y/o flexibles. Recientemente, la adición de elementos alcalinos como el sodio, el potasio, el rubidio y el cesio, mediante técnicas de posdeposición (PDT), ha demostrado una mejora en el rendimiento de las celdas solares basadas en CIGS. En este estudio se depositaron capas de 10, 20 y 30 nm de espesor de fluoruro de rubidio sobre películas de CIGS fabricadas mediante técnicas de procesamiento en solución, y luego se selenizaron bajo una atmósfera de selenio-argón para mejorar propiedades foto-electrónicas como el número de portadores de carga recolectados y crecimiento de grano, características esenciales para la obtención de dispositivos fotovoltaicos funcionales. Así, se analizó el efecto del fluoruro de rubidio en las celdas solares basadas en CISe mediante varias técnicas de caracterización. Según los resultados, se obtuvieron películas delgadas fabricadas con una mezcla de amina y tiol con una composición atómica uniforme. La cristalinidad y el crecimiento del grano mejoraron con el aumento de la adición de fluoruro de rubidio. Además, con 10 nm de fluoruro de rubidio, se obtuvo una mejora en el tiempo de vida del portador de carga, la intensidad de fotoluminiscencia y el número de portadores obtenidos por las celdas solares.

En este trabajo se estudió el efecto que tiene el vaciado de aluminio fundido sobre las propiedades de una mezcla para la fabricación de moldes de arena en verde para fundición. El análisis se basó en la información obtenida mediante la simulación de los perfiles de temperatura que se generan en el molde durante el vaciado y la solidificación de la aleación y en la información experimental recopilada mediante la caracterización de la mezcla de moldeo después de dos ciclos de vaciado. Mediante ensayo termogravimétrico y ensayo de bentonita activa con azul de metileno se pudo corroborar la degradación que sufre la bentonita en la mezcla de moldeo. Además, esta degradación se relacionó con las propiedades de la arena en verde: resistencia a la compresión en verde (RCV) y permeabilidad. Se encontró que el proceso de deshidroxilación de la bentonita provoca una disminución en la resistencia a la compresión en verde y en la permeabilidad y que se puede utilizar la simulación de los perfiles de temperatura en el molde para estimar la cantidad de bentonita que se degrada durante el proceso.

Un factor importante durante la medición de las propiedades mecánicas en tensión de materiales metálicos es obtener componentes de prueba fundidos con el mínimo de defectos. En este sentido es necesario mejorar las condiciones de fabricación de piezas fundidas para obtener mediciones con resultados confiables. En este trabajo se muestra la predicción de defectos y la optimización de parámetros de los modelos de fundición propuestos por la norma ASTM B208-14 mediante la simulación de la fundición para una aleación Cu-8%Sn utilizando SOLIDWorks® y SOLIDCast®. Los resultados de la optimización muestran que la temperatura, el tiempo de vaciado y turbulencia del metal líquido varían al ser comparados con los diseños propuestos. La temperatura del metal líquido es homogénea en el volumen de la pieza, siempre por encima de la temperatura de líquidos durante el llenado del molde. Las líneas de flujo evidencian una reducción en la turbulencia del metal líquido, disminuyendo la posibilidad de oxidación y atrapamiento de gases. Las simulaciones también mostraron que el alimentador compensó las contracciones y sus dimensiones permanecieron constantes, permitiendo la obtención de un mayor número de componentes metálicos. La placa modelo se fabricó por medio de impresión 3D obteniendo un modelo con alta resistencia mecánica y buen acabado superficial. El moldeo se realizó en arena de sílice aglomerada con resina fenólica, posteriormente se utilizaron líquidos penetrantes en la pieza fundida en estado “as-cast” para verificar la sanidad validando los resultados obtenidos en las simulaciones, evidenciando que el software predice la sanidad de piezas de fundición, ayudando a reducir tiempo de trabajo y costos.