DESARROLLO DE PELÍCULAS DELGADAS FERROELÉCTRICAS DE PZT DOPADAS CON NANOPARTÍCULAS DE PLATA PARA APLICACIONES FOTOVOLTAICAS

SANTIAGO, M. L.; DI MARCO, M. B.; PELLEGRI, N. S.; ROLDÁN, M. V.; STACHIOTTI, M.

San Martín, Buenos Aires

Workshop; Workshop Nanomateriales para la Energía y el Medio Ambiente (ENN 2019); 2019

Nodo CAC del Instituto de Nanociencia y Nanotecnología (INN), CNEA-CONICET.

Los materiales cerámicos de tipo zirconato-titanato de plomo (PZT) son ampliamente utilizados debido a sus excelentes propiedades ferroeléctricas y piezoeléctricas. Recientemente, también han sido estudiados para su utilización en energía solar, debido al efecto ferroeléctrico fotovoltaico (FE-PV) que exhiben; sin embargo, su baja eficiencia ha dificultado su aplicación. Afortunadamente, se ha reportado un importante incremento de las respuestas ferroeléctrica (polarización remanente) y fotovoltaica (fotocorriente) en películas delgadas de PZT mediante el dopaje con nanopartículas de Ag y Ag2O. En este trabajo se estudió la incorporación de nanopartículas de plata en películas delgadas de PbZr0.52Ti0.48O3. Las nanopartículas, de tamaño medio , se sintetizaron a partir de la reducción química de AgNO3 en etanol, utilizando el polímero PVP como estabilizante. Para la síntesis de las películas delgadas se utilizó un método de depósito de solución en fase líquida (CSD) por Spin-Coating, utilizando una técnica Sol-Gel modificada empleando acetoin como agente quelante. Se prepararon cuatro muestras con distinta disposición de las NPs en la matriz de PZT, según el siguiente esquema: En todos los casos se obtuvieron películas delgadas de PZT en fase perovskita, libres de fases secundarias. Las propiedades dieléctricas del material no resultaron afectadas significativamente por la inclusión de las Ag-NPs. Las muestras presentaron ciclos de histéresis saturados a 50 Hz, con polarización remanente máxima indicada en el esquema. Se concluye que el dopaje de las películas delgadas mediante incorporación de Ag-NPs en el volumen del material incrementa considerablemente la respuesta ferroeléctria del PZT y genera, además, una orientación preferencial (100) en las muestras.Queda aún pendiente el análisis de las propiedades ópticas y fotovoltaicas de las muestras.