Síntesis y caracterización de nanopartículas semiconductoras de PnSe y PbSeₓS₁_ₓ y su aplicación en dispositivos fotovoltaicos - León Covián, Lina Melva de (2014)
En el presente trabajo se sintetizaron nanopartículas de PbSe y PbSexS1-x, así como nanoestructuras de PbSe2 y PbSeS, mediante síntesis coloidal por el método de inyección rápida, variando diferentes parámetros de síntesis. Las nanopartículas sintetizadas se caracterizaron por microscopia electrónica de trasmisión (MET) para determinar su morfología, tamaño y estructura cristalina; espectroscopia UV-Vis-NIR para determinar la longitud de onda a la que absorben al presentar diferentes tamaños, debido al primer excitón de Bohr; espectroscopia FT-IR para determinar los grupos funcionales que quedan como residuos después del pos-tratamiento de las nanopartículas, lo cual ayudó, junto con la literatura consultada, a determinar el material orgánico que estabiliza las nanopartículas. Adicionalmente, se estudió el efecto de la difenilfosfina (DFF) en la síntesis de nanopartículas de PbSe, la cual ayudó a que las nanopartículas se formaran más monodispersas, a que se produjeran en mayor cantidad y con una mayor pureza (pues a mayor cantidad de DFF adicionada no se encontraron subproductos no deseados, como nanopartículas de plomo). Con la intención de sintetizar nanopartículas de aleaciones de PbSexSe1-x, lo cual sí se logró, se produjeron nanoestructuras de dicalcógenos de plomo, PbSe2 y PbSeS, las cuales fueron un hallazgo muy importante pues no se ha reportado en la literatura la formación de estos materiales mediante este método de síntesis; la serie de síntesis para el sistema ternario se caracterizaron por MET y espectroscopia UV-Vis-NIR. Se fabricaron dispositivos fotovoltaicos como aplicación de estos semiconductores, para lo cual una etapa importante es la fabricación de las películas de nanopartículas efectuada mediante la técnica dip-coating, las películas se caracterizaron por microscopia electrónica de barrido para determinar su topografía y espesor, y por fotoconductividad para determinar sus conductividades y fotosensibilidad. Finalmente los dispositivos fotovoltaicos (DF) se fabricaron con la arquitectura vidrio conductor/película de CdS/nanopartículas/pintura de carbón/pintura de plata y se les realizó la caracterización eléctrica correspondiente, presentando un desempeño notablemente mejor el DF basado en las nanopartículas ternarias, ya que superó los valores de VOC, JSC y %Eficiencia del sistema binario PbSe; adicionalmente, los valores de VOC del sistema ternario son superiores a los reportados en literatura para sistemas similares.