Preparación de fibras electrohiladas de acetato de celulosa cubiertas con sulfuro de plomo con posible aplicación en celdas solares

Abstract

En este trabajo de investigación se prepararon fibras electrohiladas de acetato de celulosa (AC) y al caracterizarlas se observó que tienen una superficie lisa y miden de 800 nm a 1.5 µm. Posteriormente, se recubrieron con sulfuro de plomo (PbS) siguiendo el procedimiento del método de absorción y reacción sucesiva de capas iónicas (SILAR por sus siglas en inglés) variando el número de ciclos de uno al 20. Las fibras recubiertas btenidas se caracterizaron por microscopía electrónica de barrido (MEB), en las imágenes se pudo observar que el recubrimiento de las fibras es homogéneo con estructuras de PbS de tamaño uniforme, desde las primeras capas es posible identificar la presencia de PbS, aunque las fibras recubiertas con 5 ciclos de método SILAR destacan del esto, ya que presenta las mejores características de homogeneidad en el recubrimiento evidenciadas con las imágenes de MEB. Con análisis de mapeo elemental se corroboró la formación de PbS y se confirmó la ubicación de Pb y S formando una sola especie PbS. El recubrimiento de 20 capas mostró mayor cristalinidad evidenciada por el análisis de difracción de rayos X (DRX). En recubrimientos de 16 o más capas se observó la presencia de cúmulos o grumos que pueden causar reducción de las propiedades. Al hacer el análisis de espectroscopia UV-Vis, se observó que los valores de banda prohibida están cerca de 1.314 eV lo que confirmo la viabilidad del uso de las fibras electrohiladas recubiertas con PbS en dispositivos fotovoltaicos, ya que se logra un control en el rango de banda prohibida con un aumento en la cantidad de material depositado, por lo que se espera permitan obtener mayor eficiencia debido a que puede concentrarse mayor contenido de PbS por unidad de área y lo anterior, aumenta la capacidad de confinamiento de energía.