Síntesis y caracterización de zns para la fabricación de celdas solares tipo película delgada

Abstract

El desarrollo de materiales emergentes con propiedades adecuadas para la fabricación de dispositivos fotovoltaicos, ha sido uno de los principales objetivos en el avance tecnológico frente a las fuentes convencionales de energía. En ese sentido, el uso de materiales abundantes en la naturaleza, de bajo impacto ambiental y menor costo, en comparación con los empleados actualmente en dispositivos optoelectrónicos, han conducido a un renovado interés por el sulfuro de zinc. En este marco, el presente trabajo se enfocó en la síntesis de ZnS mediante el método sol-gel y la evaluación del efecto de algunos precursores de zinc, azufre y agentes complejantes, y del tratamiento térmico sobre la obtención del sulfuro de zinc. Los sólidos obtenidos, tratados en atmósfera oxidante, fueron caracterizados mediante XRD, TGA y DSC, lo cual permitió establecer el protocolo de reacción más adecuado para la preparación del ZnO y ZnS. Los resultados de XRD de estos sólidos, evidenciaron la formación de una mezcla de compuestos, siendo la fase mayoritaria para todas las muestras el ZnO. Así mismo, se identificó la formación del ZnS e impurezas en algunas de las muestras. Sobre la base de dicho estudio, se lograron preparar recubrimientos de ZnS sobre sustratos de vidrio-cuarzo, mediante la técnica de spin-coating y a través de un tratamiento térmico basado en nitrógeno gaseoso y azufre elemental. La caracterización estructural y fisicoquímica de propiedades tales como pureza, cristalinidad, morfología, composición química, estabilidad térmica y band gap, se realizó empleando las herramientas analíticas XRD, SEM/EDS, TGA-DSC y espectroscopia UV-Vis. Finalmente, las técnicas empleadas en la caracterización de los recubrimientos confirmaron la obtención del ZnS.