Síntesis de Sulfuros Metálicos soportado sobre Óxidos Metálicos (TiO2, ZnO) para aplicaciones en Celdas Solares

Abstract

Para la síntesis del TiO2 y ZnO por el método sol-gel, se utilizó, tetrabutóxido de titanio y Acetato de zinc respectivamente, obteniendo películas delgadas a partir de la fase sol por la técnica de dip-coating. Sometidas a tratamiento térmico las películas de TiO2 y ZnO a 550 Y 500 °C respectivamente por una hora. A partir de estas películas de óxidos se realizó un acoplamiento de CuS y ZnS por evaporación térmica. Teniendo compositos de CuS/TiO₂, ZnS/TiO₂, CuS/ZnO y ZnS/ZnO. Las películas se caracterizaron por difracción de rayos X y Microscopia Raman, los resultados presentes indican la estructura y la fase característica para los materiales, tetragonal-anatasa para el TiO2 y hexagonal-Wurzita para el ZnO. La transmitancia de las películas fue medida por espectrofotometría ultravioleta-visible, las cuales muestran desplazamiento en su rango de absorción de luz, atribuidos a la creación de nuevos estados energéticos. Utilizando el método de Wolfe, se calcularon los índices refractivos, así como la porosidad, mostrando una correlación que, al aumentar la porosidad disminuye la refracción (de 75.5 a 70,5 %). La rugosidad de las películas obtenidas por microscopía de fuerza atómica (AFM) muestra una homogeneidad en las muestras, excepto los que contienen CuS, causando un mayor coeficiente de refracción. Los estudios de Difracción de rayos X y Microscopía Raman muestran que el CuS/TiO2 presenta una mejor cristalinidad con respecto a los demás compositos. El CuS/TiO2 y el ZnS/TiO2 amplían su rango de absorción en la región de luz visible, transmitiendo de un 20 a 50 % y 65 a 60 % respectivamente. Sin embargo, el compósito ZnS/TiO2 muestra una topografía con menor rugosidad (2.262 nm) con respecto a los demás. Dando al de menor rugosidad un mejor acoplamiento óptico, reduciendo el coeficiente de reflexión en la interfaz de la muestra y, por lo tanto, disminuye el índice de refracción