Obtención de películas delgadas de compuestos ternarios de Cu-Sb-Se Y Ag-Sb-Se por DBQ para aplicación en celdas solares.

Martínez Ortiz, Pablo Francisco (2018) Obtención de películas delgadas de compuestos ternarios de Cu-Sb-Se Y Ag-Sb-Se por DBQ para aplicación en celdas solares. Doctorado thesis, Universidad Autónoma de Nuevo León.

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Resumen

Propósito y Método de Estudio: Actualmente, la búsqueda constante de nuevos materiales semiconductores ha generado un gran interés para el desarrollo de dispositivos optoelectrónicos que puedan ser utilizados en una celda solar, utilizando métodos factibles, rentables y que sean amigable con el medio ambiente. En el presente trabajo se llevó a cabo la obtención de películas delgadas de compuestos ternarios de Cu-Sb-Se y Ag-Sb-Se por la técnica de depósito por baño químico (DBQ) para su aplicación como materiales absorbedores en celdas solares. Contribuciones y Conclusiones: Películas delgadas de Cu3SbSe4 y AgSbSe2 se obtuvieron mediante una metodología de bicapas de compuestos binarios por la técnica de depósito por baño químico para la formación de estos compuestos ternarios, en el cual se depositó como primera capa Sb2Se3 seguido por una capa de CuSe ó Ag2Se y sometiendo a un posterior tratamiento térmico cada una de las muestras. Las muestras se caracterizaron estructural y morfológicamente a partir de las técnicas de difracción de Rayos X (DRX) con incidencia rasante, espectroscopía RAMAN y microscopía electrónica de barrido (MEB), las cuales exhibieron la formación de cada una de las fases ternarias de interés. Así mismo, se llevó a cabo un análisis de sus propiedades ópticas y eléctricas presentando valores de Eg = 0.67 - 1.18 eV y σ = 0.417 - 55.55 (Ω·cm)-1 para Cu3SbSe4 y de Eg = 1.37 - 1.41 eV y σ = 1.8 - 5.0 x 10-6 (Ω·cm)-1 para AgSbSe2. Se realizó un prototipo de celda solar aplicando como capa absorbedora los materiales ternarios sintetizados con las configuraciones vidrio/SnO2:In(ITO)/CdS/Cu3SbSe4/C-Ag y vidrio/SnO2:In(ITO)/CdS/AgSbSe2 /C-Ag. Para Cu3SbSe4 se obtuvieron valores de VOC = 110.19 mV y JSC = 0.742 mA/cm2 (Sb2S3 = 50 nm) y de VOC = 259.69 mV y JSC = 1.049 mA/cm2 (Sb2S3 = 100 nm), mientras que para AgSbSe2 se obtuvieron valores de VOC = 529.64 mV y JSC = 0.0687 mA/cm2 (Sb2S3 = 50 nm). Mediante este proyecto de tesis se comprobó que estos materiales ternarios presentan potencial aplicación para continuar su investigación para su uso en dispositivos con propiedades fotovoltaicas ó propiedades termoeléctricas.

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