Título :	Estudio y obtención de películas semiconductoras de CuAlGaSe2 por electrodepósito para aplicaciones fotovoltaicas
Autor(es):	Karen Rodriguez Rosales
Palabras clave:	BIOLOGÍA Y QUÍMICA QUÍMICA
Fecha de publicación :	1-ene-2019
Facultad:	Facultad de Química
Programa académico:	Maestría en Ciencias de la Energía
Resumen:	En el presente trabajo, se obtuvieron películas semiconductoras de Cu(Al,Ga)Se2 sobre sustratos de SnO2:F, mediante electrodepósito utilizando C6H15NO3 como agente acomplejante. Primeramente, se obtuvieron películas de CuAlSe2 variando el potencial de reducción de -0.5 a -0.8 V y el pH con la finalidad de realizar un estudio sobre la formación del material. La caracterización estructural-óptica indico que los parámetros de crecimiento idóneos son cuando se tiene un potencial de reducción de -0.65 V y un pH de 4. Posteriormente, se obtuvieron películas de Cu(Al,Ga)Se2 a un potencial de reducción de -0.65 V, pH de 4 y a un tiempo de crecimiento de 20 minutos sobre sustratos de SnO2:F/CdS. Se realizaron tratamientos térmicos a las películas obtenidas en un horno tubular en atmósfera de nitrógeno a diferentes temperaturas (120, 320 y 450 ºC) y tiempos de 15 y 60 minutos. Para el depósito de las películas de Cu(Al,Ga)Se2 se evaluaron diferentes concentraciones nominales de galio (Ga). Finalmente, se obtuvieron heteroestructuras de SnO2:F/CdS/CuAlGaSe2, en la cuales el CdS se obtuvo mediante la técnica de baño químico. La caracterización estructural, realizada mediante difracción de rayos X y espectroscopia Raman indico que las películas obtenidas de Cu(Al,Ga)Se2 tienen estructura tetragonal. Mediante los espectros UV-Vis se estimó el ancho de banda, teniendo valores aproximados de 1.58 a 2.28 eV para las películas de CuAlGaSe2. Los espectros de fotoluminiscencia mostraron que la incorporación de Ga en la estructura de CuAlSe2 promueve un corrimiento hacia menores valores de energía; al aumentar la concentración nominal de Ga disminuye el valor de la banda prohibida. Mediante mediciones de corriente contra voltaje (I-V) se determinó que las películas de CuAlGaSe2 tienen una conductividad tipo p. La caracterización estructural, óptica y eléctrica de las películas indica que el método de electrodepósito es adecuado para el depósito de películas semiconductoras de CuAlGaSe2 sobre sustratos conductores a un bajo costo. In the present work, semiconductor films of Cu(In,Ga)Se2 were obtained on substrates of SnO2:F by electrodeposition using C6H15NO3 as a complexing agent. Films of CuAlSe2 were obtained by varying the reduction potential of -0.5 to -0.8 V and the pH with the purpose of developing a study on the formation of the material. The structural-optics characterization indicated that the growth parameters are suitable when there is a reduction potential of -0.65 V and a pH of 4. Subsequently, films of Cu(In,Ga)Se2 were obtained to a reduction potential of -0.65 V, pH of 4 and a time of growth of 20 minutes on substrates of SnO2:F/CdS. Thermal treatments were done to the films obtained in a tube furnace in an atmosphere of nitrogen at different temperatures (120, 320 and 450°C) and times of 15 and 60 minutes. For the deposit of the films of Cu(In,Ga)Se2 evaluated different nominal concentrations of gallium (Ga). Finally, heterostructures such as SnO2:F/CdS/CuAlGaSe2, were obtained, the CdS was obtained by the chemical bath deposition technique. The structural characterization by X-ray diffraction and Raman spectroscopy indicated that the films obtained of Cu(Al,Ga)Se2 has tetragonal structure. Band gaps were calculated from UV-Vis spectra, having values of 1.58 to 2.28 eV for the CuAlGaSe2 films. Photoluminescence spectra showed that the incorporation of Ga into the structure of CuAlSe2 promotes a shift toward lower values of energy; to increase the nominal concentration of Ga decreases the value of the bandgap. By means of measurements of current against voltage (I-V), it was determined that the CuAlGaSe2 films have a p-type conductivity. The structural, optical and electrical characterization of the films indicates that the method of electrodeposition is suitable for the deposit of semiconductor films of CuAlGaSe2 conductive substrates at a low cost.
URI:	http://ri-ng.uaq.mx/handle/123456789/1092
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