Título :	Desarrollo y estudio de óxidos de zinc y estaño dopados con Bi, y un calcogenuro ternario de Cu-Sb-S para aplicaciones termoeléctricas
Autor:	Daniel Trejo Zamudio
Palabras clave :	Biología y Química Química Tecnología de Materiales
Fecha de publicación :	1-may-2023
Editorial :	Química
Facultad:	Facultad de Química
Prográma académico:	Doctorado en Ciencias de la Energía
Resumen:	La presente investigación se centra en el estudio de las propiedades termoeléctricas de los semiconductores SnO2 y ZnO impurificados con Bi, y de un material base Cu-Sb-S; sintetizados en película delgada sobre sustratos de vidrio Corning. El ZnO se obtuvo mediante la técnica de sol-gel y la técnica de depósito de inmersión-remoción. La velocidad de remoción fue de 6 cm/s, seguido de secado a 150 °C por 20 minutos y tratamiento térmico a 500 °C durante una hora en atmósfera abierta; repitiendo el procedimiento seis veces. El semiconductor SnO2 se obtuvo depositando una solución mediante la técnica de rocío pirolítico. El depósito se realizó durante 2 minutos aplicando un volumen final de 10 ml, con una temperatura del sustrato de 400 °C. En ambos óxidos se estudiaron los efectos de la concentración de bismuto sobre sus propiedades termoeléctricas. Finalmente, el material de Cu-Sb-S se obtuvo por crecimiento en capas mediante la evaporación física secuencial de polvos de Sb2S3 y CuS con corrientes de 120 A y 210 A respectivamente. Se variaron los espesores de ambas capas y las temperaturas de tratamiento térmico, llevado en atmosfera de nitrógeno durante 2 horas. Se caracterizaron las películas y con base en el factor de potencia; se eligieron dos muestras para la construcción de un módulo prototipo. Se utilizó SnO2 sin impurificar como material tipo-n, con un coeficiente de Seebeck de -91.0 μV/K y un factor de potencia de 0.51 μW/cm∙K2. Como material tipo-p se utilizó una muestra (con mezcla de fases) que se obtuvo por depósito de Sb2S3 y CuS con espesores de 320 nm y 160 nm respectivamente, y tratada a 300 °C. Su coeficiente de Seebeck fue de 72.5 μV/K y su factor de potencia de 2.30 μW/cm∙K2. El módulo construido genero un potencial de 5.2 mV con una diferencia de temperatura de 12.5 K, siendo competitivo en comparación con módulos de película delgada reportados en la literatura. Por lo tanto, estos materiales pueden ser empleados en aplicaciones termoeléctricas. Además, sus propiedades pueden ser modificadas por el porcentaje de fases y la impurificación con elementos de átomos pesados.
URI :	https://ri-ng.uaq.mx/handle/123456789/8396
Aparece en las colecciones:	Doctorado en Ciencias de la Energía

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