1. Repositorio Institucional UAQ
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Título:	Semiconductores avanzados: propuesta de estructuras metal-orgánicas y ftalocianinas como capas transportadoras de huecos en celdas solares Perovskita emergentes libres de plomo, y estudio experimental del dopaje con metales alcalinotérreos en γ-In2S3 para aplicaciones fotocatalíticas
Autor(es):	Evangeline Linda
Palabras clave:	SCAPS-1D Perovskitas de calcogenuros Estrechamiento del ancho de banda Nanocintas Dinámica de transferencia de carga
Área:	BIOLOGÍA Y QUÍMICA
Fecha de publicación :	30-ene-2026
Editorial :	Universidad Autónoma de Querétaro
Páginas:	1 recurso en línea (170 páginas)
Folio RI:	FQDCC-318159
Facultad:	Facultad de Química
Programa académico:	Doctorado en Ciencias de la Energía
Resumen:	Atender la creciente demanda de energía minimizando el impacto ambiental requiere desarrollo de tecnologías sostenibles y con bajas emisiones de carbono. La energía solar, ofrece una vía eficaz para la generación de electricidad, la degradación de contaminantes y la producción de hidrógeno mediante procesos fotovoltaicos y fotocatalíticos. Esta tesis presenta un estudio teórico y experimental sobre perovskitas de calcogenuro (CPs) emergentes y nanoestructuras de γ-In2S3 dopadas con metales alcalinotérreos, orientado al desarrollo de aplicaciones solares. En la parte teórica, se analizó el desempeño de las celdas solares SrZrS3 y BaZr0.96Ti0.04S3 empleando marcos metal-orgánicos conductores (c-MOFs) y ftalocianinas metálicas (MPcs) como capas transportadoras de huecos (HTLs) mediante simulaciones con SCAPS-1D. Los dispositivos optimizados con c-MOFs, Cu-MOF ({[Cu2(6-mercaptonicotinate)]NH4}n), NTU9, Fe2(DSBDC), Sr-MOF ({[Sr(ntca)(H2O)2].H2O}n), Mn2(DSBDC), y Cu3(HHTP)2, alcanzaron ɳ superiores al 28%, atribuidas a una mayor separación de niveles quasi-Fermi, alta resistencia a la recombinación (1.4×107 O.cm2), mayor potencial incorporado (~0.99V) y mejor respuesta en el infrarrojo cercano (35%). De forma similar, las HTLs de CuPc, NiPc y ZnPc en dispositivos BaZr0.96Ti0.04S3 lograron PCE de hasta 30.12%, con un incremento del 7-9% en la eficiencia cuántica debido a barreras tipo “cliff” que favorecieron el transporte de huecos y redujeron la recombinación. La parte experimental, se sintetizaron nanoestructuras de γ-In2S3 puras y dopadas con Mg2+, Ca2+ y Sr2+. Los análisis de XRD, HRTEM, espectroscopía Raman, XPS y FESEM-EDS confirmaron la pureza de fase y la reducción del tamaño de cristal, la incorporación de los dopantes y una morfología tipo nanocinta, y observándose que el Ca promovió vacancias de S. Las mediciones UV-Vis, PL, M-S, EIS y efecto Hall mostraron evidenciaron la disminución del Eg (3.67 a 2.41 eV) y una mayor transferencia de carga. El material Ca:γ-In2S3 mostró la mejor actividad fotocatalítica, con una producción de 688 µmol·g⁻¹ de H2 y una degradación del 99.53% del herbicida 2,4-D en 240 minutos, manteniendo ~91% de eficiencia tras 10 ciclos. En conjunto, los resultados destacan el potencial de los c-MOFs y las MPcs como HTLs y el notable desempeño de las nanocintas dopadas de γ-In2S3, resaltando su versatilidad para mejorar la actividad fotocatalítica en semiconductores emergentes.
URI:	https://ri-ng.uaq.mx/handle/123456789/12678
Aparece en:	Doctorado en Ciencias de la Energía

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