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Title: Desarrollo y caracterización de películas termoeléctricas delgadas de aluminato de cobre (CuAlO2) para mejorar la eficiencia de un dispositivo termo fotovoltaico
metadata.dc.creator: GUSTAVO CASTILLO HERNANDEZ
Keywords: INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA;QUÍMICA;BIOLOGÍA Y QUÍMICA;TECNOLOGÍA DE LOS ALIMENTOS
metadata.dc.date: Sep-2016
Description: El cobre y aluminio son materiales de gran disponibilidad en la corteza terrestre; ambos óxidos tienen gran variedad de usos, cuando se combinan pueden generar dos nuevos óxidos con características diferentes, el di aluminato de cobre (CuAl2O4), es un compuesto de elevada dureza y resistividad, el cual es un muy buen catalizador para varios procesos, el aluminato de cobre (CuAlO2) es un semiconductor tipo P, transparente, con la cualidad de transformar el calor en energía eléctrica. Para obtener dichos óxidos ternarios, se propuso un diseño experimental, el cual fue un 2k con replicas al centro, concluyó con la obtención de distintas películas de Cu-Al-O, de diferentes purezas de fase cuantificadas gracias al refinamiento Rietveld por medio de software, se caracterizaron otras propiedades como el ancho de banda prohibida, resistividad, efecto Seebeck; las muestras tienen un valor de ancho de banda prohibido de 3.1-4.5 eV, la resistividad fue de un valor del orden de 300 k¿/cm y el efecto Seebeck arrojó un resultado de semi conductividad tipo P, pero de un valor menor a 20¿V/K, mediante la caracterización TEM se observó que las películas tienen una combinación de fases, característica de estos materiales que dificulta el paso de corriente, se identificaron los planos principales en las muestras por medio de HRTEM. Las películas exhiben un comportamiento dependiente de varios factores, como la rampa de calentamiento, la fase de óxido de aluminio presente y el tamaño de cristal, las mejores muestras, con pureza de 89% para aluminato fueron en aire a rampa de calentamiento elevada (20°C/min) a temperatura baja (900°C) lo que propicio la aparición de óxido de aluminio alfa, mientras que en nitrógeno a una temperatura y rampa de calentamiento media (15°C/min y 950°C) propicio el óxido de aluminio gamma, obteniendo una pureza de 83%, el di aluminato únicamente prolifero en una atmosfera de nitrógeno a una temperatura baja y rampa elevada (900°C y 20°C/min) obteniendo una pureza de 88.5%.
Copper and aluminum are highly available in earth¿s crust; both oxides have a wide range of uses, when combined they can produce two new oxides with new unique characteristics, copper di aluminate (CuAl2O4), is a high resistivity and high hardness compound, which is a very good catalyst material, copper aluminate (CuAlO2) is a P type semiconductor, transparent, with thermoelectric capabilities. To obtain said oxides, a design of experiments was proposed, a 2k experiment, this concluded with several Cu-Al-O films, their phase purity was determined using software assisted Rietveld refinement, other properties were characterized, such as optical band gap, resistivity and Seebeck coefficient; samples have an optical band gap ranging from.1-4.5 eV, resistivity had a high value of 300 k¿/cm and Seebeck measurements proved a P type semiconductor, but with a low value, 20¿V/K, TEM images helped visualize the phase combination characteristic to these types of material, which hindered electrical properties, main diffraction planes were identified using HRTEM. Films exhibit a multi-variable dependent behavior, such as heating ramp, aluminum oxide and grain size, best samples with 89% purity for aluminate were made in air, with high heating ratio (20°C/min) low temperature (900°C) which helped alpha aluminum oxide to appear, while in nitrogen with medium heating ratio and temperature (15°C/min y 950°C) helped gamma aluminum oxide, reaching a 83% phase purity, di aluminate only thrived in a nitrogen atmosphere a with low temperature and high heating ratio (900°C y 20°C/min) yielding a 88.5% phase purity.
URI: http://ri-ng.uaq.mx/handle/123456789/957
Other Identifiers: Aluminato de cobre
Dispositivo termo fotovoltaico
Películas termoeléctrica
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