celdas solares

Superficies y Vacío 20(1), 34-38, marzo de 2007 ©Sociedad Mexicana de Ciencia y Tecnología de Superficies y Materiales
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*Correo electrónico: mcr@cie.unam.mx
Películas delgadas de SnS2 preparadas por la técnica de Rocío Pirolítico
*M. Calixto-Rodríguez y A. Sánchez-Juárez
Centro de Investigación en Energía- U.N.A.M.
Privada Xochicalco s/n Col. Centro, Temixco, Morelos, México; C.P. 62580(Recibido: 8 de noviembre de 2006; Aceptado: 10 de febrero de 2007)
In this work we present the results from the preparation and characterization of tin disulfide (SnS2) thin films obtained by
the spray pyrolysis technique. We used an alcohol, water, and hydrochloric acid mixture for the dissolution of the
precursor compounds: SnCl2 and N,N- dymetil thiourea, employed as sources of Sn and Sions, respectively. The substrate
temperature was varied from 340 to 380ºC in 20ºC steps. From the XRD analysis we found that the deposited material
was polycrystalline for substrate temperatures bigger than 340ºC, with an hexagonal structure and a high degree of
orientation along the [001] direction. We calculate the optical bandgap, Eg, of the deposited thin films with the data
obtained fromthe optical characterization, the values are in the range 1.99-2.38 eV for indirect allowed optical transitions.
The values of the electrical conductivity measured in the dark, σD, are in the range 10-5–10-7 (Ω cm)-1. Films deposited at
Ts = 360ºC have the best structural and optical characteristics to be used in photovoltaic structures.
Keywords: Thin films; Spray pyrolysis; Tin disulfide
Eneste trabajo se presentan los resultados obtenidos de la preparación y caracterización de películas delgadas de disulfuro
de estaño (SnS2) obtenidas mediante la técnica de rocío pirolítico. Para disolver los compuestos precursores (SnCl2 y N,N
dimetil tiourea, empleados como fuentes de iones de estaño y azúfre, respectivamente) se usó una mezcla de alcohol, agua
y ácido clorhídrico. Latemperatura de substrato, Ts, se varió de 340 a 380ºC en pasos de 20ºC. De los análisis de
difracción de rayos-X se encontró que el material depositado a Ts > 340ºC posee estructura hexagonal, y está orientado en
la dirección cristalográfica [001]. Con los datos obtenidos de la caracterización óptica se calculó la brecha de energía, Eg,
de las películas depositadas, el valor de Eg se encuentra en elintervalo de 1.99 a 2.38 eV, con transiciones ópticas
indirectas permitidas. De la caracterización eléctrica se encontró que el valor de la conductividad en obscuridad, σD, está
entre 10-5 y 10-7 (Ω cm)-1. Las películas depositadas a Ts = 360ºC son las que poseen las mejores características
estructurales y ópticas para su aplicación en estructuras fotovoltaicas.
Palabras clave: Películas delgadas;Rocío pirolítico; Disulfuro de estaño
1. Introducción
Además de los compuestos en película delgada más
ampliamente estudiados para su uso en celdas solares (CdS,
Cu2S, CdTe y CuInSe2), actualmente se realizan
investigaciones sobre nuevos materiales que muestren, a
partir de sus propiedades físicas, potencial de aplicación en
tales dispositivos. Entre éstos tenemos a los calcogenuros
demetal [1], pero en especial a los compuestos de azúfre.
Pertenecientes a dicha familia, los compuestos binarios
formados por los elementos Sn y S, tales como SnS, Sn2S3
y SnS2, son materiales sólidos complejos con propiedades
fisicoquímicas únicas que los hacen atractivos desde un
punto de vista científico y de aplicación tecnológica. Con
base en sus características optoelectrónicas estosmateriales
presentan un potencial de aplicación alto en los siguientes
dispositivos: estructuras fotovoltaicas como material
absorbedor (SnS), y material tipo ventana (SnS2); en
holografía como un recogedor de imágenes (SnS); en
calentadores de tubo evacuado como material absorbedor
(SnS); en detectores y emisores de radiación infrarroja
(Sn2S3), por mencionar algunas. Por otra parte, desde...