Síntesis y caracterización de perovskitas con reducción o ausencia de plomo para películas empleadas en aplicaciones de celdas solares

Bonivento Mejía, Jose Carlos; Vargas Zárate, Julián Enrique

Síntesis y caracterización de perovskitas con reducción o ausencia de plomo para películas empleadas en aplicaciones de celdas solares

dc.contributor.advisor	Ballesteros Rueda, Luz Marina
dc.contributor.advisor	Colomer Bas, María Teresa
dc.contributor.advisor	Faraldos Izquierdo, María Soledad
dc.contributor.author	Bonivento Mejía, Jose Carlos
dc.contributor.author	Vargas Zárate, Julián Enrique
dc.contributor.evaluator	Pedraza Avella, Julio Andrés
dc.contributor.evaluator	Baldovino Medrano, Victor Gabriel
dc.date.accessioned	2024-11-15T21:06:31Z
dc.date.available	2024-11-15T21:06:31Z
dc.date.created	2024-11-01
dc.date.embargoEnd	2025-12-15
dc.date.issued	2024-11-01
dc.description.abstract	Este trabajo se centra en la síntesis y caracterización de perovskitas con reducción o ausencia de plomo, para su uso en aplicaciones de celdas solares. Se emplea la mecanosíntesis, una técnica sin disolventes que permite la obtención de perovskitas estables de manera rápida y eficiente, con un menor impacto ambiental en comparación con los métodos tradicionales. Las composiciones estudiadas incluyen CsSnBr3, CsSn0.55Pb0.45Br3, MASn0.55Pb0.45Br3, todas sintetizadas bajo tiempos de 1, 4 y 10 horas, evaluando sus propiedades estructurales, microestructurales, estabilidad térmica y la distribución de tamaño de los agregados mediante técnicas de difracción de rayos X (DRX), microscopía electrónica de barrido (MEB-EDS), difracción láser (DL) y análisis termogravimétrico (TG). Los resultados mostraron que, la perovskita CsSnBr3 exhibió una excelente estabilidad térmica, siendo la menos estable la perovskita MASn0.55Pb0.45Br3, lo que limita su aplicación en condiciones extremas. Además, se encontró que el uso de isopropanol absoluto como solvente es el más adecuado para la posterior molienda húmeda y para la preparación de suspensiones, puesto que respeta la estabilidad química de las perovskitas. Se destacan también los resultados positivos del proceso de molienda en medio húmedo para reducir los tamaños de agregado y así obtener películas homogéneas y de tamaño de partícula controlado, lo que es crucial para la eficiencia en celdas solares. El trabajo concluye que la mecanosíntesis es una técnica viable para la producción de perovskitas que podrían, en un futuro, reemplazar las basadas en plomo, contribuyendo así al desarrollo de tecnologías solares más eficientes y ecológicas.
dc.description.abstractenglish	This work focuses on the synthesis and characterization of lead-reduced or lead-free perovskites for use in solar cell applications. Mechanosynthesis, a solvent-free technique, is employed to obtain stable perovskites quickly and efficiently, with a lower environmental impact compared to traditional methods. The compositions studied include CsSnBr3, CsSn0.55Pb0.55Br3 and MASn0.55Pb0.55Br3, all synthesized over periods of 1, 4, and 10 hours, evaluating their structural, microstructural, thermal stability properties, and aggregate size distribution using X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM-EDS), laser diffraction (LD), and thermogravimetric analysis (TG) techniques. The results showed that CsSnBr3 perovskite exhibited excellent thermal stability, while MASn0.55Pb0.55Br3 was the least stable, which limits its application under extreme conditions. Furthermore, it was found that absolute isopropanol is the most suitable solvent for subsequent wet grinding and for preparing suspensions, as it preserves the chemical stability of the perovskites. Positive results were also highlighted for the wet grinding process in reducing aggregate sizes, thus achieving homogeneous films with controlled particle size, which is crucial for solar cell efficiency. The work concludes that mechanosynthesis is a viable technique for producing perovskites that could, in the future, replace lead-based ones, thereby contributing to the development of more efficient and environmentally friendly solar technologies.
dc.description.degreelevel	Pregrado
dc.description.degreename	Ingeniero Químico
dc.format.mimetype	application/pdf
dc.identifier.instname	Universidad Industrial de Santander
dc.identifier.reponame	Universidad Industrial de Santander
dc.identifier.repourl	https://noesis.uis.edu.co
dc.identifier.uri	https://noesis.uis.edu.co/handle/20.500.14071/44763
dc.language.iso	spa
dc.publisher	Universidad Industrial de Santander
dc.publisher.faculty	Facultad de Ingeníerias Fisicoquímicas
dc.publisher.program	Ingeniería Química
dc.publisher.school	Escuela de Ingeniería Química
dc.rights	info:eu-repo/semantics/embargoedAccess
dc.rights.accessrights	info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.rights.coar	http://purl.org/coar/access_right/c_f1cf
dc.rights.creativecommons	Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)
dc.rights.license	Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombia (CC BY-NC-ND 2.5 CO)
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subject	Celda solar
dc.subject	Mecanosíntesis
dc.subject	Perovskita
dc.subject.keyword	Solar Cell
dc.subject.keyword	Mechanosynthesis
dc.subject.keyword	Perovskite
dc.title	Síntesis y caracterización de perovskitas con reducción o ausencia de plomo para películas empleadas en aplicaciones de celdas solares
dc.title.english	Synthesis and characterization of lead-reduced or lead-free perovskites for films used in solar cell applications
dc.type.coar	http://purl.org/coar/resource_type/c_7a1f
dc.type.hasversion	http://purl.org/coar/version/c_b1a7d7d4d402bcce
dc.type.local	Tesis/Trabajo de grado - Monografía - Pregrado