Síntesis y caracterización de cztse en forma de kesterita para la fabricación de capa tipo P en dispositivos fotovoltaicos

Abstract

En el contexto de este trabajo se desarrolla un estudio de los parámetros de síntesis para el compuesto Cu2ZnSnSe4 (CZTSe), utilizado como capa absorbente tipo p, mediante el método de coevaporación secuencial en atmósfera de selenio. Los aportes que se hacen son significativos en el campo de los materiales fotovoltaicos. El desarrollo de este se centra en el estudio de los parámetros de síntesis del material con el fin de obtener la mejor ruta de fabricación del compuesto. Se hicieron variaciones de temperaturas, tiempos de síntesis, ratas de deposición y principalmente variaciones de masas de los precursores, obteniéndose los valores más adecuados, de secuencias de evaporación, que se proponen como estándares en la preparación del compuesto cuaternario, por el método de coevaporación secuencial. La correlación de los parámetros con los resultados, obtenidos a partir de las técnicas de análisis, permiten determinar que el material obtenido efectivamente se puede aplicar como capa tipo p y brinda pistas de como optimizar el proceso para futuras investigaciones sobre el tema. El estudio se desarrolló sistemáticamente con el fin de analizar el efecto de las composiciones de precursores sobre las propiedades estructurales, ópticas, morfológicas y de transporte eléctrico. Por medio del estudio de la variación de parámetros se determinan las mejores condiciones para sintetizar el compuesto. Los parámetros luego fueron correlacionados con los resultados obtenidos experimentalmente, para las películas delgadas de CZTSe, utilizando para tal efecto las técnicas físicas mencionadas en la tabla 1. Los parámetros de red, valores de constantes ópticas y propiedades eléctricas están de acuerdo con los reportados en la literatura lo que muestra que se hizo una búsqueda rigurosa, del estado del arte del tema, que permite que este trabajo se constituya en una fuente fiable de información respecto a las investigaciones desarrolladas a la fecha. La necesidad de reducir la producción de CO2 en el medio ambiente y mitigar el impacto que el exceso de este produce sobre la atmósfera, específicamente sobre la temperatura promedio del planeta, ha hecho que se busquen soluciones inmediatas, pero con una gran influencia a largo plazo. Parte de una solución inmediata implica cambiar la concepción social y política respecto a la explotación, distribución y uso de la energía, y la explotación de energías alternativas a las convencionales, productoras de CO2. De aquí el interés por las energías renovables como alternativa a la explotación masificada que tienen las fuentes convencionales.