Diseño y caracterización de celdas solares híbridas [oct/s tipo-n/ puntos cuánticos/s tipo-p/m] fabricadas por deposición en fase-solución

Abstract

En la presente investigación se realizó la síntesis y caracterización de celdas solares basadas en puntos cuánticos (PCs) de CdSe sintetizados por ruta acuosa, con la configuración: FTO/NBs de TiO2/PCs de CdSe/Spiro-OMeTAD/Au. Donde las nanobarras (NBs) de TiO2 fase-rutilo actúan como el material transportador de electrones (MTE), los PCs de CdSe como capa activa, y 2,2¿,7,7¿-tetrakis (N, N¿-di-pmetoxifenilamina) -9,9¿- espirobifluoreno (Spiro-OMeTAD) como el material transportador de huecos (MTH). Los PCs de CdSe fueron sintetizados por ruta acuosa usando ácido mercaptosuccínico (MSA) como agente estabilizante, y se obtuvieron diferentes tamaños de PC mediante crecimiento hidrotérmico por 2, 3 y 4 h a 135 °C. La caracterización óptica de los PCs se llevó a cabo mediante la medición de los espectros de absorción y emisión (fotoluminiscencia ¿ FL) de las dispersiones de PCs, mientras que la caracterización morfológica se realizó mediante microscopia electrónica de transmisión (TEM). En general, las celdas solares fueron fabricadas usando técnicas de deposición en fasesolución para las capas intermedias. Las NBs de TiO2 fueron depositadas por crecimiento hidrotérmico sobre sustratos de vidrio cubiertos con película transparente conductora de óxido de estaño dopado con flúor (FTO). Posteriormente, los PCs se depositaron directamente sobre las NBs de TiO2 por recubrimiento de goteo térmico (thermal drop-coating), empleando un marco de cobre para evitar el efecto del anillo de café. La deposición directa significa que no fue necesario el intercambio-ligando o el uso de cross-linkers para la deposición de los PCs, lo cual redujo el costo de fabricación y la barrera energética para la conducción dentro de la capa activa, respectivamente. Después de la deposición de los PCs, la mayoría de los dispositivos fueron calcinados a 190 °C por 1 h dentro de un horno al vacío. Luego, el Spiro-OMeTAD fue diluido en clorobenzeno con dos aditivos: sal de litio (Li-TFSI) y 4-tert-butilpiridina (tBP), y se depositó por recubrimiento por rotación (spin-coating) sobre la capa de PCs a condiciones ambiente. Por último, los electrodos de Au fueron depositados por evaporación térmica.