Fotoelectroquímica y espectroelectroquímica de materiales semiconductores nanoestructurados

Abstract

Los semiconductores nanoestructurados presentan propiedades que dependen de las dimensiones del material. En la actualidad estos materiales se estudian intensivamente debido a su potencial aplicación en dispositivos fotovoltaicos. La optimización de su preparación permite controlar propiedades ópticas y electrónicas que pueden ser útiles en su aplicación en celdas solares mejorando la eficiencia de conversión energética. En este trabajo de tesis, se busca optimizar la síntesis de semiconductores nanoestructurados y optimizar la preparación de materiales híbridos derivados de los anteriores con el objetivoprincipal de mejorar la eficiencia de conversión de celdas solares sensibilizadas con puntos cuánticos.En el capítulo 1 de la introducción de esta tesis se comenta el rol de los materiales semiconductores nanoestructurados que presentan aplicación en dispositivos fotovoltaicos en la actualidad, en un contexto mundial de necesidad de ampliar el aporte de energía solar en la matriz energética. Se discuten aspectos teóricos relativos a las propiedades ópticas y electrónicas de materiales semiconductores y cómo se explotan estas propiedades en el desarrollo de celdas solares de tercera generación. El capítulo 2 de la introducción se encuentra abocado a una descripción y discusión sobre aspectos teóricos y experimentales de las técnicas de caracterización espectroelectroquímicas y fotoelectroquímicas utilizadas en este trabajo de tesis.En la parte de resultados se muestran los procedimientos de síntesis y estudio de distintos materiales semiconductores nanoestructurados. En primer lugar se describen en los capítulos 3 y 4 la síntesis y preparación de óxidos semiconductores base. En el capítulo 3 se muestrala optimización de la preparación de nanovarillas de ZnO. Se exponen los resultados de la caracterización de propiedades fotoelectroquímicas y espectroelectroquímicas dependientes de las dimensiones de las nanovarillas preparadas. En el capítulo 4 se muestran los resultados dela preparación de membranas de nanotubos de TiO2 y distintas aplicaciones estudiadas de este sistema.En el capítulo 7 se muestran los resultados de la sensibilización óptica de nanotubos de TiO2 con distintos nanocristales de CdSe.Por último en el capítulo 8 se muestra la caracterización espectroelectroquímia de nanocristales de calcogenuros de cobre que presentan propiedades ópticas de resonancia de plasmón superficial localizada. En las conclusiones de la tesis se resumen los logros más importantes alcanzados para cada sistema estudiado, y se realiza un breve comentario respecto a los principales desafíos que deben resolverse en el futuro para la aplicación de materiales semiconductores nanoestructurados en dispositivos fotovoltaicos.