Titulo: Evaluación del crecimiento homogéneo de Perovskita del tipo CH3NH3PbX3 (X=I O I/SCN) mediante integración de métodos químicos y electroquímicos, a partir de PbI2 y Pb(SCN)2 para uso en celdas fotovoltaicas

Prof. Guía: Daniel Ramírez

Fecha Examen: 16 de Agosto de 2017

Resumen: El contexto energético actual resulta en la necesidad de opciones viables de generación de energías renovables que satisfagan la demanda sin producir un gran impacto ambiental. Entre estas se encuentra la energía solar, que funciona a través de celdas fotovoltaicas. La celda fotovoltaica, se compone de capas que actúan como medio de transporte de los electrones (semiconductor de tipo-n), los cuales son aprovechados como corriente eléctrica y por ende, energía eléctrica. También, se incluye una capa que actúa como medio de transporte de huecos (semiconductor de tipo-p) y otra que actúa como absorbente óptico, es decir, como absorbente de luz solar. De acuerdo a esto, en este trabajo se estudió la formación de capas absorbentes de luz solar sobre aquellas que actúan como medio de transporte de huecos. Para esto, se emplearon tanto métodos químicos como electroquímicos sobre vidrio cubierto con óxido de estaño dopado con flúor (Fluorine tin oxide, FTO). Como material conductor de huecos y sustrato base, se utilizaron películas de Tiocianato de Cobre (I), CuSCN. El compuesto escogido como material absorbente fue la Perovskita, la cual es una estructura química genérica de varias formas posibles. En nuestro caso, se investigó la síntesis de Perovskita del tipo CH3NH3PbI3 y CH3NH3PbI3–x(SCN)x. Estos compuestos fueron sintetizados a partir de la conversión química de otros intermediarios sólidos. A su vez, dichos intermediarios fueron preparados por vías química y electroquímica, entre los cuales se encuentran los compuestos: sulfuro de plomo (II) (PbS), óxido/hidróxido de plomo (PbO/Pb(OH)2), yoduro de plomo (II) (PbI2) y tiocianato de plomo (II) (Pb(SCN)2). Los precursores PbS y el PbO/Pb(OH)2, se investigaron previamente como ensayos exploratorios. Cada uno de estos intermediarios permitió producir los diferentes tipos de Perovskita propuestos. Las películas de Perovskita que lograron formarse exitosamente, fueron aquellas que lograron formarse homogéneamente sobre el sustrato, sin perturbar la composición química del mismo, las cuales fueron la Perovskita formada partir de PbI2 y Pb(SCN)2, sobre películas rugosas de CuSCN (KSCN 0,05M preparadas en 10 min.) y FTO, respectivamente. Finalmente, se realizó un análisis de eco-eficiencia, que relaciona los impactos ambientales con los costos de la producción de energía eléctrica de 4 alternativas, estas son; celda de Silicio, celda de CdTe, celda de Perovskita y termoeléctrica. Resultando la más eco-eficiente la celda de Perovskita.