Estudio mediante XPS de la química, estabilidad y el efecto de la polaridad del solvente sobre estructuras nanotubulares de TiO2 sensibilizadas con puntos cuánticos de CdTe
Palabras clave:
Celdas solares sensibilizadas por puntos cuánticos, Nanotubos TiO2, CdTeResumen
Introducción
Las celdas solares sensibilizadas por puntos cuánticos (QDSSC) se han convertido en unos de los dispositivos más prometedores de las celdas solares de tercera generación debido a las características optoelectrónicas que presentan los puntos cuánticos (QD) como materiales absorbentes de luz. Las propiedades que destacan de los QD son sus altos coeficientes de extinción, mayor estabilidad respecto a colorantes organometálicos y la posibilidad de modificar su zona espectral de absorción sintonizando el tamaño de los QD [1]. Uno de los QD más estudiados para estas aplicaciones son los QD de CdTe.
En el presente trabajo se estudia mediante XPS la composición, estabilidad y la distribución interna de los QD de CdTe adsorbidos sobre nanotubos de TiO2 (Nt-TiO2) a partir de solventes con diferente polaridad (tolueno y mezclas de tolueno/acetona), antes y después de realizar medidas de fotocorriente (FC).
Resultados
La sensibilización de los Nt-TiO2 con dispersiones coloidales de QD de CdTe adsorbidos desde tolueno y mezclas tolueno/acetona se realizó por adsorción directa, por un lapso de 24 horas. El fotoánodo CdTe|TiO2 fue caracterizado por espectroscopia XPS, evidenciando que, al aumentar la polaridad del solvente en el que se realiza la adsorción, se produce una mayor distribución de puntos cuánticos hacía el interior de los Nt-TiO2. Posterior a la sensibilización, se realizaron medidas de FC, observándose que para el fotoánodo con adsorción desde mezclas tolueno/acetona 1:1, se observa un aumento de 600% de la FC respecto a la adsorción practicada desde tolueno puro. Finalmente, el fotoánodo fue caracterizado por XPS posterior a las medidas de FC, observándose la desaparición de la señal de Te y la aparición de una nueva, correspondiente a S.
Conclusión
La espectroscopia XPS muestra que el aumento de la polaridad del solvente provoca una mayor distribución de QD hacia el interior de Nt-TiO2, facilitando la transferencia de los electrones fotogenerados, logrando así una mayor FC. Además, el fotoánodo, posterior a las medidas de fotocorriente, muestra la desaparición de la señal de Te debido a un posible proceso de fotocorrosión en la presencia de Na2S e iluminación.
Referencias
- Donghao Wang, Feifei Yin, Zhonglin Du, Mater. Chem. A, 2019, 7, 26205
