Síntesis, caracterización fotoelectroquímica de películas de nanovarillas de ZnO y su aplicación como fotoánodos en celdas solares sensibilizadas con colorantes

• Autor: Sánchez Rodas, Luis Alberto
• Formato: tesis de grado
• Fecha de Publicación: 2024
• Institución: Universidad Nacional de Ingeniería
• Repositorio: UNI-Tesis
• Lenguaje: español
• OAI Identifier: oai:cybertesis.uni.edu.pe:20.500.14076/28269
• Enlace del recurso: http://hdl.handle.net/20.500.14076/28269
• Nivel de acceso: acceso abierto
• Materia: Celdas solares; Nanovarillas de ZnO; Fotoánodo; https://purl.org/pe-repo/ocde/ford#2.06.01

En este trabajo de tesis, se investigó la influencia de los parámetros de depósito de la capa de semillas en las propiedades eléctricas y fotoelectroquímicas de películas de nanovarillas de ZnO crecidas sobre sustratos de vidrio conductor transparente (FTO). Las nanovarillas de ZnO se obtuvieron por crecimiento, en una solución sobresaturada de nitrato de zinc, de la capa de semillas de ZnO depositas sobre FTO. Se empleo la técnica de rociado pirolítico para depositar varias películas de semillas de ZnO a partir de soluciones precursoras de acetato de zinc con razones molares etanol/agua (Γ) en el rango de 0 a 0,92. Encontramos que tanto las propiedades eléctricas como fotoelectroquímicas están fuertemente influencias por las condiciones de preparación de la solución precursora. Con el fin de realizar la caracterización eléctrica de las distintas películas de nanovarillas de ZnO sintetizadas, determinación de la resistencia de lámina, resistividad, movilidad y densidad de portadores de carga, se diseñó e implementó un sistema modular cuyos componentes básicos son un electroimán, que genera un campo magnético de hasta 400 mT, una fuente de corriente DC y un multímetro digital de alta resolución. También se desarrolló un conmutador controlable por puerto serial usando una placa Arduino para realizar los cambios automático de los puntos de contacto sobre la muestra, sobre los cuales se debe aplicar la corriente y medir el voltaje requerido por las técnicas de van der Pauw y efecto Hall. Finalmente, se fabricó y evaluó la performance de celdas solares sensibilizadas por colorante (DSSC) usando como fotoánodo las películas de nanovarillas de ZnO sintetizadas. La mayor eficiencia de las DSSC obtenida fue de 0,42% y corresponde a la DSSC fabricada usando como fotoánodo películas de nanovarillas de ZnO con Γ=0,04.