Estudio de las propiedades optoelectrónicas de películas delgadas de CdS y dopadas para aplicaciones en celdas solares. (2021)
En la ejecución del proyecto se estudiaron las propiedades estructurales, morfológicas, vibracionales y ópticas de las películas delgadas de CdS:Al con relación molar [Al]/[Cd] = 0.00, 0.25, 0.30, 0.35, 0.35, 0.45, 0.50, respectivamente. Estas fueron fabricadas a partir de la técnica de deposición de baño químico (CBD – siglas en inglés). La técnica CBD destaca por su simplicidad, bajo costo y fácil escalabilidad. De acuerdo con la situación que se vive debido a la pandemia -COVID 19, algunas medidas experimentales (ver reporte febrero y julio 2020) han sido afectadas por el no acceso al laboratorio -UV. Sin embargo, se ha venido trabajando en el análisis de los resultados obtenidos. Además, un estudio de análisis numérico se ha propuesto usando teoría funcional de la densidad (DFT – siglas en inglés) para obtener la estructura de banda, su densidad de carga y densidad de estados de al menos la estructura de CdS y posteriormente a las estructuras dopadas (Tesis Daniela Herrera Molina- Maestría en Física). De los resultados obtenidos por difracción de rayos-X (XRD – siglas en inglés), las películas delgadas de CdS y CdS:Al presentan una estructura hexagonal (wurtzita) con orientación preferencial (002). Además, el tamaño de cristalito fue estimado para cada muestra. El estudio morfológico por microscopia de fuerza atómica (AFM- siglas en inglés) mostro cambios en su estructura granular con el incremento del contenido del dopante. Un detallado estudio fue llevado a cabo con espectroscopia Raman, donde los modos vibracionales 1LO y 2LO fueron observados confirmando la estructura reportada por XRD. Medidas de Transmitancia, reflectancia, índice de refracción, y coeficiente de extinción fue llevado a cabo para estudiar las propiedades ópticas de las películas bajo el dopaje de aluminio. La brecha de banda incrementa de 2.3 a 2.6 eV con el incremento del dopaje. Aquí podemos afirmar que el dopaje con aluminio claramente afecta las propiedades ópticas y fotoluminiscentes de las películas delgadas de CdS. Como futuros estudios es continuar con el análisis numérico, así como dopar con otros elementos (In, Ga, etc) y estudiar sus propiedades para ventanas en celdas solares de segunda generación.