Síntesis y caracterización de Cu2ZnSnS4 impurificado con Se para aplicaciones en celdas solares

Abstract

En este trabajo se presentan los resultados de la síntesis y la caracterización del material cuaternario tipo kesterita Cu2ZnSnS4, conocido por las siglas CZTS, impurificado con selenio para estudiar la influencia del selenio en las propiedades ópticas, físico y químicas. La síntesis del CZTS, se realizó mediante la técnica Schlenk bajo condiciones controladas en atmósfera de nitrógeno con un flujo constante durante todo el proceso y variación de temperaturas entre 110 °C y 280 °C. Para la síntesis de CZTS se utilizaron los reactivos de acetato de cobre y zinc, así como también cloruro de estaño, azufre y selenio. Para lograr la unión de estos agentes químicos se utilizó Oleilamina. Las nano partículas de material Cu2ZnSnS4 fueron caracterizados por difracción de rayos X, Microscopio Electrónico de Barrido, Espectroscopía de Dispersión de Energía, Espectroscopía óptica y Raman. Se observó que al impurificar el CZTS con selenio modifica la estructura del material, esto de acuerdo con los resultados de XRD, así mismo, influye en la morfología y concentración de la kesterita haciendo que la concentración de azufre y cobre disminuyan, además de formarse fases binarias y ternarias, la fase predominante es la fase cuaternaria, la fase de CZTS.