Estudio de la estabilidad y morfología de células fotovoltaicas electroquímicas y de estado sólido mediante el ""scanning microscope for semiconductor characterization

Resumo

En esta tesis doctoral se ha llevado a cabo el estudio de cuatro células fotovoltaicas: dos de unión-sólida (pc-Si y CuInS2/CdS) y dos de unión-líquida (RuS2/H2O y célula solar de colorante). La técnica empleada para su estudio ha sido el "Scanning Microscope for Semiconductor Characterization" (SMSC), que suministra información acerca de propiedades físico-químicas de la unión con resolución micrométrica, a partir de medidas de fotocorriente, fotovoltaje y electrorreflectancia. Las imágenes digitales obtenidas se han utilizado para investigar la distribución espacial de las propiedades analizadas. Las medidas de electrorreflectancia de electrolito obtenidas durante el proceso de oxidación del agua en la interfase RuS2/H2SO4 han sido atribuidas en este trabajo a heterogeneidades laterales del nivel de dopado del semiconductor. En el caso de las células solares CuInS2/CdS nuestros resultados permiten determinar que la no estequiometría de las capas de CuInS2 lleva a la formación de segundas fases de óxido de In en la heterounión. Para la célula de silicio policristalino se ha llegado a la conclusión de que las pérdidas de eficiencia debidas a la deficiente texturización del material son menos importantes que las debidas a los procesos de recombinación. Finalmente, se ha realizado un estudio de la distribución de potencial y la estabilidad en las células de colorante. Se ha observado que en el ontacto FTO/TiO2 el transporte de carga está dominado por la componente de migración. El estudio cinético realizado a partir de tests acelerados de envejecimiento de éste tipo de células permite concluir que el proceso de degradación extrínseca (debido a la presencia de contaminantes) es simultáneo y más rápido que el de degradación intrínseca (inestabilidad del colorante), y puede ser eliminado evitando la contaminación del electrolito y el calentamiento de la célula. En definitiva, se ha ampliado el campo