Depósito de nanopartículas de ZnO sobre un sustrato de Cu2O y nanocolumnas de CusSCN para una celda solar ETA / Javier Verdugo Araya.

Licenciado en Ciencias mención Biología.

Una celda solar es un dispositivo capaz de convertir directamente la luz en corriente eléctrica. Existen diversos tipo de celdas solares, entre ellas las denominadas celdas solares con absorbente extremadamente delgado, o celda solar ETA. Estas celdas fotovoltaicas están hechas normalmente de 3 materiales semiconductores (materiales semiconductores tipo n, tipo p y absorbente) que en conjunto son capaces de dar lugar a una fotocorriente. Sin embargo, para que la celda funcione apropiadamente, se requiere que estos materiales estén altamente interpenetrados. En esta tesis, los materiales semiconductores tipo p y absorbente fueron respectivamente CuSCN y Cu2O. En conjunto estos materiales formaron un sustrato nanoestructurado cuyas cavidades debían ser apropiadamente colmadas con un material tipo n. De esta forma, se desarrolló la hipótesis de que una suspensión de nanopartículas de ZnO sería capaz de llenar dichas cavidades con un buen nivel de infiltración. Así, el objetivo de esta tesis fue lograr la síntesis de nanopartículas de ZnO y su depósito sobre el sustrato Cu2O/CuSCN. La síntesis de nanopartículas se consiguió empleando un protocolo de síntesis química en medio líquido, consistiendo este último en una disolución básica de acetato de Zinc. Mediante este método se consiguió crear una suspensión de nanopartículas, las cuales fueron posteriormente depositadas sobre el sustrato CuSCN/Cu2O empleando una técnica de Spin-Coating. Las nanopartículas de ZnO fueron caracterizadas mediante HR-TEM, confirmando una morfología ovalada y un diámetro promedio de 6.5 nm. Además de lo anterior, se observó que cada nanopartícula corresponde a un monocristal. Mediante microscopía SEM, se logró confirmar el depósito de nanopartículas de ZnO sobre el sustrato de CuSCN/Cu2O. En tanto que mediante XRD se confirmó que la estructura cristalina del depósito corresponde a Wurcita de ZnO. También se caracterizaron mediante XRD y SEM a los sustratos CuSCN y Cu2O. El análisis XRD confirmó que los sustratos corresponden respectivamente a β-CuSCN y Cu2O en fase cúbica. No obstante, el sustrato cambio de morfología en el transcurso de la síntesis, formando una estructura que aparenta ser bonetes de Cu2O sobre nanocolumnas de CuSCN. Finalmente, las micrografías SEM transversales confirmaron una infiltración intermedia de las nanopartículas de ZnO en el sustrato CuSCN/ Cu2O.