Películas de CdS dopadas con Cu o Ag sobre sustratos flexibles para aplicación en celdas solares

Abstract

El objetivo de este trabajo consiste en mejorar el rendimiento de las películas delgadas de sulfuro de cadmio (CdS), mejorando sus propiedades eléctricas y ópticas. Entre las diversas formas de lograr este objetivo, se seleccionó el dopaje del CdS con metales (cobre y plata) para reducir el bandgap y mejorar las propiedades ópticas del CdS. En este trabajo, hemos preparado CdS dopado con diferentes molaridades de una sal de cobre (Cu) y CdS dopadas mediante inmersión en una solución acuosa rica en iones plata (Ag) a diferentes tiempos de deposición. Las películas delgadas fueron caracterizadas estudiando sus propiedades ópticas, estructurales, morfológicas y eléctricas. Las películas delgadas de sulfuro de cadmio dopado con cobre (CdS:Cu) que se obtuvieron depositadas sobre sustrato flexible mediante la deposición por baño químico (DBQ), mostraron un cambio en la banda prohibida (2.46 a 2.29 eV). Las micrografías (SEM) nos revelan que dichas películas presentan pequeñas nanopartículas (5-7 nm) con aglomerados de estas. Los difractogramas de rayos X indican una estructura hexagonal la cual fue perdiendo cristalinidad a medida que aumenta la molaridad de cobre en la muestras de CdS:Cu. La resistividad eléctrica de las películas de CdS:Cu no tuvieron cambios significativos. Las películas delgadas de sulfuro de cadmio dopado con plata (Cds:Ag), fueron depositadas sobre un sustrato flexible variando el tiempo de inmersión en la solución acuosa de iones plata, la banda prohibida directa mostró valores entre 2,25 a 2,46 eV. La estructura cristalográfica de las películas de CdS:Ag identificó una evolución desde el patrón hexagonal original del CdS hasta la aparición de señales características de plata metálica. De las imágenes del SEM se aprecia que cuando aumentan los tiempos de inmersión, la superficie muestra agregados que corresponden a la plata, a medida que aumenta el tiempo de inmersión dichos agregados de plata aumentan en tamaño y en número. Finalmente, las resistividades eléctricas medidas estuvieron en el rango de 5.0 y 12.1 x 107 Ω cm.