Principios básicos del depósitos químicos

I.1 INTRODUCCION

A continuación se presenta el fundamento teórico del baño químico, los parámetros importantes de este y la descripción del método que se utilizo para depositar las películas delgadas de CuS y Cu2-xSe; las propiedades de los substratos utilizados, los cuales fueron PET y PC. Se presente una breve reseña del desarrollo del deposito químico de la película de CuS y Cu2-xSerealizada por la coordinación ROO del CIE-UNAM. Y se menciona los parámetros del control de la radiación solar.


I.2 DEPOSITO QUIMICO

Existen una gran variedad de técnicas utilizadas para la preparación de películas delgadas de materiales: evaporación en vació, pulverización física, deposito por métodos químicos, entre otras. La técnica de depósito por métodos químicos ofrece una relativafacilidad de obtención de las películas, por la baja inversión del capital en equipos de producción [5].

Dentro de los métodos químicos de depósito de películas delgadas, existe una gran cantidad de técnicas, tales como galvanoplastia, anodización, electroforésis, deposito electroless, rocío pirolítico, precipitación controlada, depósito en fase vapor, crecimiento térmico, etc. La técnica deprecipitación controlada o deposito químico (CD, por sus siglas en ingles) es la técnica utilizada en este trabajo para la elaboración de la película delgada de CuxS y Cu2-xSe.

El mecanismo del depósito químico generalmente involucra la formación de complejos de metales y su disociación resultando en aniones libre. Su reacción con aniones de calcogenuros resulta en la formación de moléculas aisladasque se agrupan y eventualmente forman un cristal o partícula. Una fase intermedia de nucleación, usualmente involucra un hidróxido metálico. Una excepción de este esquema es el deposito químico de la película delgada de Se [6].


I.2.1 Principios básicos del depósito químico (CD)

La técnica del CD fue reportado en la década de 1880 y desarrollada durante la segunda guerra mundial, paradepositar PbS, para su aplicación como detector de la radiación infrarroja Ha sido objeto de los primeros trabajos por G.A. Kitaev [7, 8], del Instituto Politécnico de Ural, URSS, así como de D.E. Bode, y otros investigadores del Santa Barbara Research Center.

Esta técnica es, básicamente, una modificación del proceso de precipitación química de sulfuros insolubles, mediante el burbujeo de H2S enuna solución acuosa de una sal metálica. Esta se fundamentada en tres principios: la constante de equilibrio, el principio de Le Chatelier, y en el principio del producto de solubilidad [9].

Aplicando los fundamentos de estos tres principios a una reacción reversible se podrá justificar este concepto:

Se tiene una reacción reversible, involucrando los elementos/ion o especies moleculares A,B, C, y D de la forma:


A + B  C +D, (I.1)


Para cada temperatura, la velocidad con que reaccionan A y B representada por k1 (y análogamente en forma inversa C y D por k2); es proporcional al producto de sus concentraciones, llamado también producto iónico [10]. Las velocidades de ambas reacciones, en el equilibrio, son iguales:, (I.2)

o bien

, (I.3)

donde K es la constante de equilibrio obtenido mediante el producto de las concentraciones molares iónicas: [C], [D], [A] y [B], cuando se ha llegado al equilibrio entre la fase sólida de una sal ligeramente soluble, y la solución.

El principio desolubilidad se aplica en general para un electrolito Ap Bq, que se ioniza en pAn+ y qBm-:

 , (I.4)

Si las condiciones experimentales son tales que, el producto de las concentraciones iónicas difiere del producto de solubilidad, el sistema, tiende al equilibrio y se modifica, de tal modo que, el producto iónico y el de solubilidad se...