Optimización de la síntesis de películas delgadas de BiOCI aplicadas en celdas solares sensibilizadas por colorante.
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Date
2025
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Universidad de Concepción
Abstract
En esta memoria se estudió la optimización de la síntesis de películas delgadas de BiOCl aplicadas como material semiconductor en celdas solares sensibilizadas por colorante (DSSC). Las películas se sintetizaron por tres rutas: solvotermal, coprecipitación y SILAR. Tras un análisis se decidió que el método SILAR es el más adecuado.
Luego, para optimizar el método SILAR, se estudió una condición de operación en la síntesis de las películas, el porcentaje de dilución del solvente de ácido acético en la solución precursora. Las películas optimizadas se caracterizaron mediante microscopía electrónica de barrido (MEB), difracción de rayos X (DRX), espectroscopía de reflectancia difusa (DRS), espectroscopía FTIR y perfilometría. Se evidenció una correlación entre las propiedades de la película y la variación del parámetro. A mayor proporción del solvente, mayor homogeneidad en la morfología de la película, los planos cristalinos (001), (002) y (003) se vuelven preferentes, y la película es más delgada.
Posteriormente, se ensamblaron DSSC utilizando las películas que presentaron mejores características y se evaluó su desempeño fotovoltaico bajo simulación solar en condiciones estándar de iluminación. Los resultados muestran que, a mayor concentración del solvente en la síntesis de la película semiconductora, mayor es la eficiencia del dispositivo. Si bien estos valores (0.0088% y 0.0131% para 15% y 20% de concentración, respectivamente) son inferiores a las eficiencias de las DSSC convencionales basadas en TiO2, son competitivos con lo reportado sobre DSSC basadas en BiOCl (0.003%).
Los análisis realizados determinan una ruta de mejora de las DSSC utilizando películas de BiOCl como semiconductor, aportando al desarrollo de las tecnologías fotovoltaicas alternativas de bajo costo y menor impacto ambiental.
Description
Tesis presentada para optar al título de Ingeniero/a Civil de Materiales.
Keywords
Oxicloruro de cobre, Células solares sensibilizadas por colorante, Espectroscopía de reflectancia