Síntesis y caracterización de nano- y microesctructuras basadas en SnO₂ y Li₂SnO₃ con aplicaciones en dispositivos ópticos y células solares híbridas

Resumen

En esta memoria de tesis doctoral se exponen y discuten los resultados más relevantes de la investigación llevada a cabo sobre el crecimiento, caracterización y aplicaciones de nano- y microestructuras de SnO2 dopado con Cr, de Li2SnO3 y láminas delgadas de materiales compuestos híbridos con matriz polimérica conductora (PEDOT:PSS) y nanoestructuras de SnO2 (nanohilos o nanopartículas) como relleno. A lo largo de este trabajo se han estudiado posibles aplicaciones de las nano- y microestructuras crecidas en resonadores ópticos, guías de luz, dispositivos emisores de luz y células solares híbridas. El primer bloque de resultados lo conforma el estudio del crecimiento y caracterización del material SnO2 dopado con Cr. En este apartado se han fabricado con éxito micro- y nanoestructuras de este material por el método vapor-sólido. Además se han estudiado algunas de las propiedades físicas más relevantes del material destacando sus propiedades ópticas así como la influencia del dopado. Además, se ha estudiado también la posible aplicación de las microestructuras de SnO2 dopado con Cr como cavidades resonantes y guías de luz en función de su morfología. El segundo bloque de este trabajo de tesis doctoral se centra en el crecimiento y caracterización de micro- y nanoestructuras del material ternario Li2SnO3. Se han fabricado con éxito, por primera vez, estructuras alargadas con tamaño nano- y micrométrico de Li2SnO3. A pesar de ser un material utilizado en diversas aplicaciones, principalmente en forma de material masivo, de lámina delgada o de nanopartículas, entre las que destaca su uso en la fabricación de ánodos para baterías de tipo ion-Li, son muchas sus propiedades físicas aún desconocidas. Además, en este trabajo se propone el posible uso de estas nano- y microestructuras en aplicaciones relacionados con dispositivos emisores de luz dada la intensa respuesta luminiscente que presentan. El tercer y último bloque de este trabajo se centra en la fabricación de materiales híbridos compuestos orgánicos/inorgánicos para su aplicación en la pasivación de superficies de Si tipo-n. Introduciendo nanoestructuras de SnO2 fabricadas en este trabajo en una matriz del polímero conductor PEDOT:PSS, que posteriormente es depositada mediante spin-coating sobre las obleas, se han alcanzado valores de tiempos de vida medios de recombinación de cerca de 300 microsegundos, reduciendo en nuestro caso de forma notable los costes y la complejidad de las técnicas utilizadas convencionalmente.