Películas delgadas de pirita de hierro sintetizadas a partir de una tinta Fe ((acac) 3

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• Física del estado sólido Física del estado sólido
• La energía fotovoltaica es fotovoltaica.

Sus antecedentes:

• La pirita de hierro (FeS2) es un material abundante en la tierra con potencial para las células solares de película delgada.
• Los métodos de fabricación anteriores han enfrentado desafíos para lograr las propiedades deseadas de la película.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un método de deposición en fase de solución para la fabricación de películas de pirita de hierro de alta calidad.
• Caracterizar las propiedades estructurales, compositivas, ópticas y eléctricas de estas películas.
• Para comparar estas películas con las producidas por deposición de vapor químico.

Principales métodos:

• La deposición en la fase de la solución utilizando una tinta molecular de acetilacetonato de hierro (III).
• El recocido secuencial en aire, H2S y gas de azufre.
• Caracterización mediante difracción de rayos X, espectroscopia Raman, espectroscopia de electrones Auger, espectrometría de masas de iones secundarios y espectroscopia de fotoelectrones de rayos X (XPS).
• Mediciones ópticas y modelado de la teoría funcional de la densidad (DFT).

Principales resultados:

• Se fabricaron con éxito películas de pirita policristalina de fase pura, granos grandes y uniformes.
• Las películas depositadas en solución mostraron diferentes composiciones elementales y espacios de banda óptica más pequeños (0,87 ± 0,05 eV) en comparación con las películas CVD.
• Se descubrió que el polimorfo de marcasita (ortorróbica FeS2) tiene una brecha de banda al menos tan grande como la pirita.
• Todas las películas exhibieron transporte de tipo p, con propiedades consistentemente gobernadas por un defecto común o capa superficial.

Conclusiones:

• La deposición en fase de solución es un método viable para producir películas de pirita de hierro para aplicaciones de celdas solares.
• Las propiedades ópticas y estructurales de la pirita y la marcasita son comparables.
• Las propiedades de transporte eléctrico de las películas delgadas de FeS2 son universalmente limitadas, lo que sugiere la necesidad de abordar los estados de defecto o superficie.