Caracterizacin de CuInSe2 y CuInSe2 (selinizado) en pelculas delgadas.Calleja-ngel JessInstituto de Fsica, Universidad Autnoma de PueblaApdo. Postal J-48, Puebla, Pue. 72570 Mxico.Resumen

1. Introduccin

Diversos materiales semiconductores han sido investigados como posibles candidatos a ser usados como capa absorbente en celdas solares basadas en pelculas delgadasLos sistemas ternarios tipo calcopirita ABC2 (A = Cu, Ag, B = In, Ga y C = Se, S) forman una gran familia de materiales semiconductores con diversas propiedades pticas, elctricas y estructurales.

El de especial inters en este estudio ser el CuInSe2 policristalino (CIS), depositado en pelcula delgada el cual tiene la propiedad de una banda ptica directa de 1.1 eV, la cual es un rango de energa ptimo para la conversin de la radiacin solar. Tiene un gran potencial como material puesto en capa absorbente de luz solar, ya que cuenta con un alto coeficiente de absorcin de aproximadamente 105 cm-1 , as ,capas de solo 2 m de espesor absorbern en el rango de la luz visible, adems por su bajo costo de produccin y ser menos txico.

Las pelculas delgadas de CIS se pueden fabricar usando diversas tcnicas tales como RF sputtering, spray pirolisis, deposicin qumica, electrodepsito, deposicin qumica metalorgnica de vapor (MOCVD), entre otras. La selenizacin de los precursores metlicos se ha utilizado debido a su bajo costo y para la produccin de pelculas con una alta calidad a gran escala para aplicaciones fotovoltaicas.

2. Aspectos experimentales2.1 Espectroscopia Raman

La espectroscopia Raman es una tcnica que emplea, tpicamente, la radiacin laser y da informacin sobre los modos de vibracin caractersticos de la molcula es proporcionada por los cambios de energa que estn asociados con la polarizabilidad de la molcula.

Para los espectros Raman se obtuvieron con el equipo Micro Raman Horiba Jobin Yvon modelo lab RAM HR 800 el cual tiene acoplado un microscopio ptico. Se excito la muestra con exc 632.8 nm de un lser de Helio-Nen. Los espectros se obtuvieron a temperatura ambiente en el rango espectral de 100 a 1000 cm-1

2.2 Espectroscopia UV-Vis

La espectroscopia de absorcin UV-Vis se utiliza con frecuencia para caracterizar semiconductores de pelculas delgadas.

Los espectros UVVis fueron obtenidos en un espectrmetro UV-Vis-NIR CARY 5000 con el accesorio para la medicin de reflectancia especular con un paso de 1 nm y con una velocidad de paso de 600 nm/min., el cual nos permiti determinar el ancho de banda de energa prohibida para las pelculas de CuInSe2 y CuInS2.

2.3 Microscopia electrnica de barrido y espectroscopia de rayos X de energa dispersiva.

La microscopa electrnica de barrido (SEM, por sus siglas en ingls) es una de las tcnicas que nos permite observar el tamao, morfologa y topografa de una muestra y la espectroscopia de rayos X de energa dispersiva (EDS, por sus siglas en ingls) se utiliza para identificar la composicin elemental de una muestra. Esta tcnica se encuentra integrada a un SEM, ya que aprovecha la energa caracterstica de los rayos X emitidos en el SEM debido a las interacciones de su haz de electrones con el material.

Para la determinacin de la morfologa y la composicin qumica de las pelculas delgadas se analiz por un microscopio electrnico de barrido marca JEOL, modelo JSM-7800F.