Bogotá - Ciencias - Maestría en Ciencias - Química · 2025

Síntesis y caracterización de películas delgadas del semiconductor CsPbBr2I con adición de Zn2+ a la estructura de la perovskita y evaluación como material candidato a capa absorbente en aplicaciones fotovoltaicas

En el marco de la búsqueda de alternativas sostenibles para la generación de energía, las perovskitas inorgánicas han emergido como materiales prometedores para la fabricación de dispositivos fotovoltaicos de bajo costo. Sin embargo, su limitada estabilidad frente a condiciones ambientales representa un reto importante. Este trabajo tuvo como objetivo estudiar parámetros de síntesis para obtener películas delgadas del compuesto de perovskita CsPbBr2I con propiedades adecuadas como capa absorbente en celdas solares, así como evaluar la incorporación de ZnBr2 como estrategia para mejorar su estabilidad. La síntesis se realizó mediante un proceso de dos pasos, que incluyó evaporación térmica de PbBr2 y posterior inmersión en disoluciones de CsI en metanol. Se identificaron las condiciones óptimas para obtener la estequiometría deseada: espesor de PbBr2 de 410 nm, concentración de CsI de 0,015 M y un tiempo de inmersión de 10 s. Posteriormente, se incorporaron distintas proporciones de ZnBr2 (0 %, 5 %, 10 %) en la película delgada de PbBr2. La caracterización estructural mediante difracción de rayos X mostró una fase cristalina ortorrómbica con buena estabilidad estructural para el material con 5 % de ZnBr2, para un tiempo de evaluación de 60 días. Las propiedades ópticas fueron evaluadas mediante espectroscopía de reflectancia difusa, obteniendo coeficientes de absorción del orden de 104 cm-1 y band gaps entre 2,19 y 2,24 eV. Los resultados indican que es posible obtener capas absorbentes estables y con propiedades ópticas adecuadas mediante una ruta de síntesis sencilla, y que la adición controlada de ZnBr2 mejora su estabilidad sin comprometer su capacidad de absorción, lo que las convierte en candidatas viables para aplicaciones fotovoltaicas. (Texto tomado de la fuente).