Morfología y estequiometría de películas delgadas de Sb2Se3 depositadas por el método sublimación en espacio cercano aplicable a celdas solares

Morfología y estequiometría de películas delgadas de Sb₂Se₃ depositadas por el método sublimación en espacio cercano aplicable a celdas solares

 

Carlos Lujan-Ramírez², María Fernanda Escalante-Paredes¹, Israel Colli-Godoy¹, Jesús Sandoval-Gio², Eduardo Flores-Cuevas³, Inés Riech-Méndez⁴ y Víctor Rejón-Moo³

 

Tecnológico Nacional de México, Instituto Tecnológico de Mérida. Departamento de Ingeniería Eléctrica y Electrónica, Av. Tecnológico km 4.5 S/N, Mérida, Yucatán, C.P. 97118.  ¹Estudiante de la Maestría en Ingeniería. ²Profesor.

³Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del Instituto Politécnico Nacional, Unidad Mérida, Departamento de Física Aplicada, Km 6 Carretera Antigua a Progreso, A.P. 73 Cordemex, Mérida 97319, Yucatán, México.

⁴Universidad Autónoma de Yucatán, Facultad de Ingeniería, Mérida, 97130, México.

Autor de correspondencia: vrejon@cinvestav.mx (Víctor Rejón-Moo); jesus.sg@merida.tecnm.mx (Jesús Sandoval-Gio)

 

RESUMEN

 

En este trabajo se presentan los resultados de una investigación relacionada con la exploración experimental, para la obtención de películas delgadas del semiconductor Sb₂Se₃ con morfología y estequiometría apropiadas para ser aplicada en celdas solares fotovoltaicas de películas delgadas. El método utilizado para depositar las películas delgadas de Sb₂Se₃ es Sublimación en Espacio Cercano (Close Spaced Sublimation, CSS). Nuestra estrategia para planificar el conjunto de experimentos se inspira en el modelo de Thornton para películas delgadas. Diferentes experimentos fueron realizados, variando parámetros como la presión del gas Argón desde 0.050 a 800 mTorr, la relación entre la Temperatura del substrato/Temperatura de la fuente de sublimación (Ts/Tso) fue de 0.5 a 0.9. Se obtuvieron nueve muestras que fueron analizadas morfológica y composicionalmente por SEM-EDS. Una selección de muestras fue analizada por Difracción de Rayos X (X-Ray Diffraction, XRD), para obtener la estructura cristalina. Los resultados muestran la existencia de dos zonas experimentales donde es posible obtener películas delgadas de Sb₂Se₃ donde la morfología de los granos tiene potencial aplicación a celdas solares, pero una de las zonas donde la temperatura del substrato fue de 450 °C tiene una deficiencia de Se. Los análisis XRD demuestran que las películas delgadas obtenidas tienen la orientación preferencial (211), (221), (301) y en menor cuantía el (002), éstas han sido las reportadas para la celda solar que actualmente tiene el récord mundial en eficiencia de conversión de luz a electricidad.

 

Palabras clave: Semiconductor Sb₂Se₃, Película Delgada, Celda Solar.

 

Para citar:

 

Lujan-Ramírez, C., Escalante-Paredes, M.F., Colli-Godoy, I., Sandoval-Gio, J., Flores-Cuevas, E., Riech-Méndez, I. y Rejón-Moo, V. (2024). Morfología y estequiometría de películas delgadas de Sb₂Se₃ depositadas por el método sublimación en espacio cercano aplicable a celdas solares. Revista del Centro de Graduados e Investigación. Instituto Tecnológico de Mérida, 39(107),367-372