Estudio mediante XPS de la química, estabilidad y el efecto de la polaridad del solvente sobre estructuras nanotubulares de TiO2 sensibilizadas con puntos cuánticos de CdTe

El calafate

Congreso; XXIII Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2023

Asociación Argentina de investigación en fisicoquímica

Introducción:Las celdas solares sensibilizadas por puntos cuánticos (QDSSC) se han convertido en unos de los dispositivos más prometedores de las celdas solares de tercera generación debido a las características optoelectrónicas que presentan los puntos cuánticos (QD) como materiales absorbentes de luz. Las propiedades que destacan de los QD son sus altos coeficientes de extinción, mayor estabilidad respecto a colorantesorganometálicos y la posibilidad de modificar su zona espectral de absorción sintonizando el tamaño de los QD [1]. Uno de los QD más estudiados para estas aplicaciones son los QD de CdTe. En el presente trabajo se estudia mediante XPS la composición, estabilidad y la distribución interna de los QD de CdTe adsorbidos sobre nanotubos de TiO2 (Nt-TiO2) desde tolueno y mezclas de tolueno/acetona (70:30) y (50:50), antes y después de realizar las medidas de fotocorriente (FC).Resultados:La sensibilización de los Nt-TiO 2 con dispersiones coloidales de QD de CdTe adsorbidos desde tolueno y mezclas tolueno/acetona se realizó por adsorción directa,por un lapso de 24 horas. El fotoánodo TiO2|CdTe adsorbidos desde tolueno y mezclas tolueno/acetona fue caracterizado por espectroscopia XPS, evidenciando que, al aumentar la polaridad del solvente, agregando mayor cantidad de acetona, se produce una mayor distribución de puntos cuánticos hacía el interior de los Nt-TiO2 . Posterior a la sensibilización, se realizaron medidas de FC en exposición Na2S, observándose que para el fotoánodo adsorbido desde mezcla tolueno/acetona en igual proporción, se observa un aumento de 600% de FC respecto al tolueno. Finalmente, el fotoánodo fue caracterizado por XPS posterior a las medidas de FC, observándose la desaparición de la señal de Te y apareciendo una nueva señal de S. Conclusión:La espectroscopia XPS muestra que el aumento de la polaridad del solvente provoca una mayor distribución de QD hacia el interior de Nt-TiO2 , facilitando una transferencia de los electrones fotogenerados más rápido, logrando así una mayor FC. Además, el fotoánodo caracterizado posterior a las medidas de fotocorriente muestra la desaparición de la señal de Te debido a proceso de fotocorrosión en la presencia de Na2S e iluminación.Referencias:1) Donghao Wang, Feifei Yin, Zhonglin Du, J. Mater. Chem. A, 2019, 7, 26205