“Óxidos con estructura perovskita ATiO3 (A: Mg, Ca) para aplicación en celdas fotoelectroquímicas

Abstract

Las celdas fotoelectroquímicas, son dispositivos de gran importancia en la industria fotovoltaica. Estas se basan en electrodos de semiconductores nanoporosos que dependen de características como la separación de la carga fotoinducida, la transferencia de carga interfacial y la tasa de recombinación. Las propiedades físicas y químicas de los materiales como el tamaño de partícula, morfología y estructuras esperadas juegan un papel clave para el control de estos procesos. Universidad Juárez Autónoma de Tabasco. México. Diversos trabajos se basan en la obtención de diferentes óxidos semiconductores que puedan ser utilizados como electrodos en este tipo de dispositivos, o bien, como modificadores de superficie. En los últimos años, materiales con estructura perovskita han sido objeto de investigación por sus diferentes propiedades. El CaTiO3 y el MgTiO3 son óxidos semiconductores pertenecientes a la familia de las perovskitas. Estos materiales son utilizados en diferentes áreas, especialmente en electrónica como condensadores cerámicos y resonadores, debido a sus características. La investigaciones recientes se han enfocado en la ruta de síntesis y propiedades del material obtenido, así como su aplicación en otras áreas de reciente auge como la fotovoltaica y la fotocatálisis. La ruta química utilizada para la síntesis de ambos materiales fue mediante la metodología sol-gel, esta permitió obtener la fase perovskita del titanato de calcio y la fase geikielita a temperaturas bajas en contraste con otras rutas de síntesis reportadas. Se obtuvieron muestras por encima de un 90% de pureza y con la variación de los parámetros de síntesis un aumento del 97 hasta 99 %. En relación al análisis estructural, se estableció una mayor distorsión para los polvos sintetizados a 1000 °C del MgTiO3 en comparación con otras temperaturas empleadas en el tratamiento térmico. En el caso del CaTiO3 el aumento en la temperatura de tratamiento térmico provocó una menor distorsión en la celda del material, presentando una mayor cristalinidad y pureza con la variación 7 parámetros de síntesis como la temperatura de reacción y volumen de catalizador. Estas variaciones en el grado de distorsión pueden provocar la alteración de las propiedades ópticas y eléctricas del material. Sin embargo, de los resultados de las diferentes etapas del proyecto, los materiales demostraron tener las características estructurales, morfológicas, ópticas y eléctricas necesarias para ser empleados como semiconductores modificadores de superficie en dispositivos fotoelectroquímicos y en otros procesos dónde se lleve una alta separación de los pares electrón-hueco generados. fotoelectroquímicos y en otros procesos dónde se lleve una alta separación de los pares electrón-hueco generados.