INTEMA   05428
INSTITUTO DE INVESTIGACIONES EN CIENCIA Y TECNOLOGIA DE MATERIALES
Unidad Ejecutora - UE
congresos y reuniones científicas
Título:
Electrodeposición de Cu2ZnSnS4 (CZTS) sobre óxidos nanoestructurados
Autor/es:
MATIAS VALDES; MARIANA BERRUET; YESICA DI IORIO; MARCELA VAZQUEZ
Lugar:
La Serena
Reunión:
Congreso; XXI Congreso de la Sociedad Iberoamericana de Electroquímica; 2014
Institución organizadora:
Sociedad Iberoamericana de Electroquímica
Resumen:
El Cu2ZnSnS4 (CZTS) es un semiconductor cuaternario tipo p que esta siendo estudiado intensivamente por ser un candidato con excelentes características para utilizarlo en dispositivos fotovoltaicos de película delgada. Las principales ventajas incluyen su band gap directo (1.45-1.50 eV) y alto coeficiente de absorción (por encima de 104 cm−1). Además, todos los elementos constitutivos de CZTS son abundantes y poco contaminantes. Entre los métodos para producir películas delgadas CZTS, los métodos electroquímicos presentan características atractivas: son económicos (principalmente porque no requieren altas temperaturas altas o vacío), pueden ser utilizados en sustratos flexibles y grandes (incluso en geometrías complejas) y pueden ser llevados a escala industrial. En este trabajo se apunta a ensamblar una celda solar a través de la electrodeposición de películas delgadas de CZTS sobre óxidos nanoestructurados de ZnO y TiO2. La deposición del ZnO se llevó adelante como se ha descripto anteriormente [1], mientras que las películas de TiO2 fueron preparadas según [2]. Las capas de CZTS se prepararon utilizando una solución precursora que contiene 0,02 mol/L CuCl2, 0,015 mol/L Zn(NO3)2, 0,02 mol/L SnCl4 and 0,02 mol/L Na2S2O3. Además 0,2 mol Na3C6H5O7 fue empleado como agente complejante. El pH de la solución se ajustó entre 4-4,5 usando ácido tartárico (C4H6O6). Las películas de CZTS se depositaron aplicando un potencial constante de entre -0,85 ? 1,1 V vs ECS (electrodo de calomel saturado) durante 1 hora. Finalmente, las películas obtenidas fueron sometidas a un proceso de recocido a 500 ºC durante 1 h en atmosfera de vapor de S. La estructura cristalina de las películas se caracterizó por difracción de rayos X (DRX) y espectroscopíaRaman, mientras que la morfología, topografía y la composición elemental se abordaron con microscopía SEM y EDS. El espesor de las películas depositadas se determinó utilizando perfilometría. La energía de band gap (Egap) fue determinada a través de espectros de absorción UV-Vis. Los resultados de los parámetros obtenidos están en buen acuerdo con los datos en bibliografía [3, 4]. Se analizó la respuesta voltaje-corriente en oscuridad y bajo iluminación con un simulador solar para analizar la respuesta fotovoltaica y la eficiencia de la celda. De los resultados obtenidos surge la necesidad de optimizar los parámetros de síntesis, particularmente la composición de la solución precursora de CZTS y el recocido para mejorar la eficiencia de la celda solar.