Síntesis y caracterización del compuesto cu2snse3 como precursor de películas delgadas aplicadas en celdas solares

Abstract

El propósito de este trabajo es contribuir al desarrollo de materiales usados en la fabricación de celdas solares basadas en películas en compuestos con estructura tipo kesterita que están siendo ampliamente investigadas debido a que poseen excelentes propiedades fotovoltaicas y sus elementos precursores son no tóxicos, de bajo costo y abundantes en la naturaleza. Se presentan detalles de la síntesis y optimización de las propiedades ópticas y estructurales del compuesto ternario Cu2SnSe3 (CTSe) que es empleado como precursor en la síntesis del compuesto Cu2ZnSnSe4. El compuesto CTSe es formado a través de una reacción en estado sólido de sus precursores metálicos evaporadossecuencialmente en presencia de selenio elemental, en un proceso de dos etapas. La optimización de las propiedades del compuesto CTSe se realizó estudiando el efecto de los parámetros de síntesis sobre las propiedades ópticas, eléctricas y estructurales a través de medidas de transmitancia espectral, conductividad eléctrica y difracción de rayos-x. Los resultados indicaron que este tipo de compuestos crecen con estructura cúbica y presentan un gap óptico de 1,6 eV.

The purpose of this paper is to contribute to the development of materials used in the fabrication of solar cells based on Kesterite type compounds which are being widely investigated because they possess excellent photovoltaic properties and their precursor elements are nontoxic, inexpensive and abundant in nature. We present details of the synthesis and optimization of optical and structural properties of the ternary Cu2SnSe3 (CTSe) compound which is used as a precursor in the synthesis of the Cu2ZnSnSe4. The CTSe compound is formed by a solid state reaction of the metal precursors sequentially evaporated in the presence of elemental selenium, in a two stage process. The optimization of the properties of the CTSe was achieved studying the eéct of synthesis parameters on optical, electrical and structural properties through spectral transmittance, electrical conductivity and X-ray diffraction measurements. The results indicated that these compounds grow with cubic structure and have an optical bandgap of 1.6 eV.