Actividad Fotoelectroquímica de Películas de ZnO (SiO2, TiO2) obtenidas a partir de soles en fase acuosa

CARPIO E.; SALGUEIRO C.; CALVO M.; SOLIS J.; ESTRADA W.; RODRÍGUEZ J.; CANDAL R.J.

Rio Hondo, Argentina

Congreso; XIV Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica.; 2005

Asociación Argentina de Fisicoquímica

El ZnO es un semiconductor tipo n, con un ancho de banda óptico de 3,2 eV. Estas características lo hacen apropiado para múltiples aplicaciones tales como celdas fotovoltaicas, fotocatálisis, sensores y láseres de diodos entre otras. Sin embargo, las aplicaciones del ZnO en fotocatálisis y fotoelectroquímica en general se ven limitadas por procesos de fotocorrosión que reducen la vida útil de los dispositivos en base a ZnO. Entre las técnicas de preparación de películas delgadas de ZnO, el proceso sol-gel se presenta como uno de los más versátiles y económicos. Típicamente se parte de soles sintetizados en fase alcohólica los que, si bien conducen a películas de buena calidad óptica, tienen el problema de la necesidad de eliminar cantidades importantes de alcohol. En este trabajo presentamos un procedimiento novedoso de preparación de películas de ZnO basado en la aplicación de soles acuosos de ZnO La síntesis de los soles se realizó en base acuosa, partiendo de diferentes precursores y utilizando el método de precipitación-peptización. Se obtuvieron soles con un tamaño de partícula medio de unos 90 nm, con un espectro de fluorescencia comparable al informado en literatura para soles de base alcohólica. Estos soles resultaron aptos para la preparación de películas delgadas de ZnO por spin-coating y spray-gel, sobre vidrio de borosilicato y vidrio conductor. La morfología y estructura cristalina de las películas se analizó por SEM, AFM y DRX. La eficiencia cuántica de los fotoelectrodos se determinó con un arreglo fotoelectroquímico que permite irradiar la muestra con radiación monocromática. Para reducir la fotocorrosión de las películas de ZnO se recubrieron con una capa de SiO2 ó TiO2, con el objeto de crear una barrera protectora sobre el ZnO. La caracterización fotoelectroquímica mostró una mejora frente a la fotocorrosión y un interesante efecto sinérgico producto del acoplamiento de ambos semiconductores, que conduce a un aumento de la fotocorriente generada.