Estudio de películas delgadas de BaTiO3 puro y dopadas con Fe con potencial aplicación en celdas solares fotovoltaicas - Pitti, George Enrique, (Universidad Tecnológica de Panamá, 2022)
Películas delgadas de BaTiO3 puro y dopado con Fe fueron depositas sobre sustratos de vidrio y FTO/vidrio, usando la técnica de revestimiento por centrifugación (spin coating - "SC"). Para la preparación de la solución precursora se siguió el método sol-gel, utilizando acetato de bario [Ba[CH3CO])2] e isopropoxido de titanio [Ti[OCH[CH3]2]4] como reactivos precursores de iones Ba+2 y Ti+4 respectivamente, y nitrato de hierro [Fe[NO3]3.9H2O] como precursor de iones FE para el dopado. Un primer grupo de películas depositadas [BaTiO3 puro] fue calcinada por una hora a diferentes temperaturas en una rango de 300 °C a 500 °C con una variación AT = 50 °C. El segundo grupo de películas fue dopada con iones de Fe sustituyendo los ines de Ba con diferente porcentaje de concentración molar (Ba1-xFexTiO3, con x = 0, 0.01, 0.05 y 0.10). Éste segundo grupo fue calcinado a una temperatura de 500°C por dos horas. Los efectos de la temperatura de calcinación (primer grupo) y del porcentaje de dopaje con Fe (segundo grupo) sobre la estructura de las películas depositadas, fueron estudiadas mediante difracción de rayos X. El análisis de los difractogramas obtenidos para cada grupo de muestras se efectúa mediante el programa "AMORPH", del cual resulta que hay contribución mayoritariamente amorfa en la estructura de las películas depositadas. Las propiedades ópticas de ambos grupos fueron investigadas mediante espectroscopía UV-Visible en el rango de 190nm a 1100 nm. Para ello, tanto el espectro de transmitanica como el de reflectancia de cada grupo de muestras fueron medidos y posteriormente ajustados de manera simultanea, usando modelos de ajuste de dispersión óptica como el de Lorentz y el de Tauc-Lorentz. A partir de estos ajustes se obtiene la función dieléctrica de las películas depositadas, lo cual permite tener información sobre el band gab y el índice de refracción de las películas, entre otros parámetros. Algunas simulaciones teóricas son realizadas para confirmar los resultados experimentales que se han obtenido, tanto de las características ópticas de todas las muestras. Dichas simulaciones son efectuadas siguiendo los métodos de dinámica molecular y de teoría del funcional de la densidad (DFT). Palabras claves: BaTO3, sol-gel, spin coating, amorfo, propiedades ópticas, modelo Tauc-Lorentz, celdas solares, revestimiento antireflectivo.