Síntesis y caracterización de films nanoestructurados para el incremento de la eficiencia en dispositivos fotovoltaicos.

HELEN GOITIA; JOAQUIN SILVEIRA; FÉLIX REQUEJO

Congreso; CaracterizAR 2020 ? Caracterización de Materiales; 2020

Las celdas solares basadas ensilicio representan el 92% de las celdas que se comercializan hoy en día,sin embargo, los costos de fabricación frente a la energía que producen, sonrelativamente altos. En contraposición, los dispositivos fotovoltaicos de 3rageneración, desarrollados a partir de nanomateriales, poseen una elevadaeficiencia, pero aún con altos costos debido al material empleado para suselectrodos. Tradicionalmente, los electrodos de este tipo de las celdasfotovoltaicas estaban basados en el uso de óxidos de indio y estaño (ITO), loscuales presentan limitaciones como: escasas fuentes de indio, inestabilidadquímica y fragilidad mecánica. Estas falencias han llevado a la búsqueda denuevos materiales para ser usados como electrodos, entre los cuales se destacanlos basados en grafeno, como el óxido de grafeno (GO) y el óxido de grafenoreducido (rGO), los cuales cuentan con grandes ventajas como la alta movilidadelectrónica, la posibilidad de variar su band gap y su bajo costo defabricación. Otra alternativa es el uso de dióxido de Titanio (TiO2)como electrodo, el cual ha sido ampliamente utilizado para este tipo de celdasdebido a su baja toxicidad y bajo costo. Sin embargo, su band gap de 3,2 eV, resulta en que el material absorba en la regióndel UV, la que sólo representa un 4% de la radiación del espectro solar, lo quese traduce en una pobre eficiencia en la conversión. Este problema podríaser subsanado si se pudiera controlar la energía de band gap del semiconductor. En este sentido, se ha demostrado comola inclusión de aglomerados de pocos átomos metálicos (AQCs) en el semiconductor, puede lograr un control en las propiedadesópticas de los soportes. Recientemente, se ha mostrado como la deposición deAQCs de 5 átomos de Cu (Cu5) sobre TiO2 mejora la absorción en el UVy la extiende al visible. En este trabajo se mostraránlos primeros resultados obtenidos en la fabricación de celdas fotovoltaicas condistintos tipos de electrodos a partir de la deposición de AQC´s de Cu5 sobresoportes de GO/ITO y soportes de TiO2, junto con las medidas de lafotorespuesta de los sistemas. En todos los casos se pudo observar unincremento de la fotocorriente obtenida de entre 2 y 8 veces cuando a loselectrodos se le incorporaron los AQCs.