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Resumen
En este trabajo se explora la optimización y caracterización de celdas fotovoltaicas orgánicas que utilizan colectores de electrones nanoestructurados. Como material colector se utilizaron nanovarillas de óxido de zinc (ZnO), un material que ha sido ampliamente estudiado en este campo. Las nanovarillas de ZnO se sintetizaron mediante una técnica de deposición electroquímica en sustratos de vidrio recubierto de óxido de indio y estaño (ITO). Para el proceso de síntesis de las nanovarillas de ZnO se ajustó la temperatura de síntesis electroquímica a 70 °C durante una hora y el potencial de reducción fue de −1,0 V. Las películas obtenidas se caracterizaron utilizando difracción de rayos X (DRX), microscopio electrónico de barrido (SEM) y espectroscopía fotoelectrónica de rayos X (XPS). Se emplearon películas de ZnO/ITO como cátodo en las celdas fotovoltaicas fabricadas. Se construyeron siete dispositivos en los cuales se evaluó la influencia del ZnO, del polímero conjugado P3HT y del derivado del fullereno PCBM como materiales activos, así como de las configuraciones de estructura clásica e inversa de la celda. Se registraron las curvas características J-V para los dispositivos construidos y se encontró que aquellos que no tenían las nanovarillas de ZnO presentaron un mejor comportamiento. Los mejores resultados se dieron con la configuración clásica PHJ-OPVs Vidrio/ITO/MoO3 (5 nm) /P3HT:PCBM/LiF (1 nm) /Al (100 nm), para la cual los valores obtenidos fueron Jsc = 4,9 mA/cm2, Voc = 0,4 V y FF = 34,9 bajo iluminación, en tanto que la eficiencia de conversión de energía (η) fue del 0,7 %.
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