https://hdl.handle.net/20.500.12104/34968 2026-04-10T09:58:55Z https://hdl.handle.net/20.500.12104/109872 Título: Estudio teórico de parámetros fotovoltaicos de dos moléculas electroaceptoras halogenadas en celdas solares orgánicas y propuestas de nuevos sistemas Autor: Romo Gutiérrez, Alessandro Resumen: En el presente trabajo se calcularon algunos parámetros fotovoltaicos teóricos tales como el momento dipolar, los orbitales moleculares de frontera, los índices de reactividad relativos a la aceptación y la donación de electrones en los compuestos, las energías de reorganización, la energía de unión del excitón, el espectro de absorción en la región UV-Vis y los indicadores cinéticos del proceso de transferencia de carga de dos moléculas electroaceptoras halogenadas (una con flúor y la otra con cloro) que ostentan eficiencias en la conversión de potencia superiores al 15% en celdas solares orgánicas de tipo heterounión en volumen (BHJ, por sus siglas en inglés). Los cálculos de estructura electrónica fueron efectuados en el paquete GAUSSIAN 16 y los sistemas se construyeron previamente en su interfaz gráfica GAUSSVIEW 6. En la primera sección se compararon los resultados teóricos procedentes de los cálculos realizados en el marco de la Teoría del Funcional de la Densidad (cuya metodología se estableció a través de un barrido que derivó en la selección del potencial deintercambio y correlación híbrido de Heyd, Scuseria y Ernzerhof [HSE] y el conjunto de base 6-311G**) con la información experimental disponible, mientras que en la segunda sección se propusieron nuevos sistemas electroaceptores halogenados basados en la estructura original de BTP-4F y se evaluaron sus características fotovoltaicas teóricas en fase gaseosa y en solución. Los resultados de este estudio están en concordancia con lo reportado experimentalmente por Cui et al. publicada en 2019 y con las mediciones hechas mediante la técnica de voltametría cíclica (en el caso particular de los orbitales moleculares de frontera y el voltaje en circuito abierto), ya que la información recopilada de las simulaciones sugiere que la celda fabricada con BTP-4Cl y el polímero con rol electrodonador PBDB-TF poseería una mejor capacidad para la aceptación de electrones, la transferencia de carga y la absorción óptica que la que incluye a BTP-4F y a la especie donadora en común. Las estimaciones cuantitativas de los compuestos planteados señalan, por su parte, una posible mejora en algunos de los indicadores analizados, lo que los convierte en una opción promisoria para futuras investigaciones en el terreno experimental. 2021-07-09T00:00:00Z https://hdl.handle.net/20.500.12104/109871 Título: SINTESIS Y CARACTERIZACIÓN DE CELDAS SOLARES SENSIBILIZADAS CON PUNTOS CUÁNTICOS VERDES Autor: Alcaraz Tapia, Gloria Resumen: En este trabajo se presentan los resultados de la fabricación, síntesis y caracterización de celdas solares tipo Graetzel también conocidas como celdas solares sensibilizadas, en especial trabajamos con celdas sensibilizadas con puntos cuánticos enfocándonos en los llamados verdes o ecológicos. Para su fabricación se utilizó como ánodo un vidrio con una película delgada de óxido de estaño dopado con flúor (FTO por sus siglas en inglés) al que se le depositó la capa compacta de TiO2 mediante la técnica de rocío pirolítico. Las capas mesoporosas (conocidas como transparente y opaca) de TiO2 se depositaron por serigrafía. Estas capas de TiO2 actúan como elemento selectivo electrones, mientras que el fotogenerador que se agregó, está formado por un sensibilizante de puntos cuánticos (PC’s) de sulfuro de cadmio (CdS), PC’s de sulfuro de Zinc (ZnS) como capa bloqueadora para minimizar la recombinación, ambos PCs son depositados por absorción y reacción de capas iónicas sucesivas (SILAR por sus siglas en inglés). Como elemento selectivo a huecos se empleó un electrolito a base de polisulfuros, y como cátodo se utilizó un contraelectrodo de sulfuro de cobre (Cu2S). El objetivo de este trabajo fue reducir la cantidad de cadmio (Cd), un metal pesado por los problemas ambientales que este material tiene, introduciendo puntos cuánticos ecológicos de cobre, indio y azufre (CIS) para desarrollar celdas más sostenibles con una eficiencia comparable. Se realizaron diversas optimizaciones: primero para los PC’s de CdS, luego para los PC’s de CIS y finalmente para la combinación de ambos. Con el objetivo de agilizar el proceso de optimización, se realizaron diseños experimentales, variando factores como la concentración, el tiempo de depósito y los ciclos SILAR. Las optimizaciones indicaron que 8 ciclos SILAR de CdS son la mejor opción, alcanzando una eficiencia η= 1.63%. Tras las optimizaciones, al combinar los puntos cuánticos de CdS y CIS, se alcanzó una eficiencia de 1.85%, identificando el óptimo con 3 ciclos de CdS y 5 de CIS. Esto permitió reducir 5 ciclos de CdS, resultando en una celda más ecológica y con eficiencia comparable o incluso superior a la celda basada en solo en CdS. 2025-01-10T00:00:00Z https://hdl.handle.net/20.500.12104/91321 Título: “Fabricación y caracterización fotovoltaica de celdas solares sensibilizadas con puntos cuánticos a base de TiO2 optimizando la capa compacta con Al3+” Autor: Morales Orozco, Osvaldo David Resumen: Una celda solar está constituida principalmente por un ánodo, un elemento selectivo a electrones, un fotogenerador, un elemento selectivo a huecos y un cátodo. En una celda solar sensibilizada como, es el caso del trabajo de esta tesis, se utilizó un conductor transparente de óxido de estaño dopado con flúor (FTO por sus siglas en inglés) que actúa como ánodo, el elemento selectivo a electrones a base de TiO2 y TiO2:Al3+ que está compuesto por tres capas, la capa compacta, la capa transparente y la capa que llamamos opaca o mesoporosa, el elemento fotogenerador el cual está formado por un sensibilizante como lo son los puntos cuánticos de sulfuro de cadmio (CdS), un electrolito a base de polisulfuros que actúa como elemento selectivo a huecos, y finalmente un contraelectrodo de sulfuro de cobre (Cu2S) que actúa como cátodo. En este trabajo se busca optimizar la capa compacta mediante la variación de diferentes parámetros para mejorar las propiedades de conversión fotovoltaica. 2022-02-01T00:00:00Z https://hdl.handle.net/20.500.12104/82069 Título: COMPUESTOS DE AMINOÁCIDOS/Zr/ÓXIDO DE GRAFITO COMO ADSORBENTE DE IÓN FLUORURO Autor: González Aguiñaga, Efrén Resumen: En el presente trabajo se estudió la adsorción de iones fluoruro en solución acuosa sobre compuestos de zirconio-aminoácidos-óxido de grafito. Los compuestos fueron sintetizados por el método de precipitación química con diferentes aminoácidos (ácido aspártico y ácido glutámico) y diferentes porcentajes de óxido de grafito (5% y 30%). Se realizaron pruebas de adsorción para cada uno de los compuestos con el fin de evaluar la capacidad de adsorción de ion fluoruro en solución acuosa. Los compuestos que presentaron mejor eficiencia en la remoción de fluoruros fueron los sintetizados con 30% de óxido de grafito, ZGluO-II y ZAspO-II. Se evaluaron el efecto del tiempo, el pH, la concentración y el efecto de iones interferentes. Para conocer la estructura de los materiales se realizó espectroscopia infrarroja para observar los grupos funcionales presentes en la superficie de los materiales tales como grupos OH, carboxilo y amino además de los tipos de coordinación de los grupos carboxilo de los aminoácidos y el óxido de grafito con el centro metálico, mientras que en el infrarrojo lejano se pudo observar la interacción del ion fluoruro con el zirconio. En la caracterización por difracción de rayos X se pudo observar que el compuesto presenta una estructura amorfa, además de la presencia del óxido de grafito. Los análisis termogravimétricos de los compuestos utilizados revelaron el contenido de humedad, la descomposición de los aminoácidos, el óxido de grafito y la estabilidad térmica de los materiales. La capacidad de adsorción de los compuestos sintetizados presenta una buena adsorción en un amplio rango de pH de 2-8, disminuyendo al aumentar el pH. La capacidad de adsorción se evaluó a un pH de 6.5. La estabilidad del compuesto en relación del pH se atribuye a las interacciones del material con el medio acuoso presente. A pH ácidos la superficie del adsorbente se encuentra cargada positivamente por lo cual el ion fluoruro se encuentra atraído a la superfici e de este, mientras que, a pH básicos la superficie se carga negativamente lo cual ocasiona una repulsión y disminución en la capacidad de adsorción del ion fluoruro. En el proceso de adsorción al evaluar el efecto del tiempo de contacto se encontró un tiempo de 3 h para llegar al equilibrio presentando un 98.7 y 99.0 % de remoción del ion fluoruro para los compuestos ZAspO.II y ZGluO-II respectivamente. El modelo de cinética de adsorción de Pseudo Segundo Orden fue el que tuvo un mejor ajuste. En el caso de las isotermas de adsorción se obtuvieron capacidades máximas de adsorción de 25 y 29 mg/g para los compuestos ZAspO-II y ZGluO-II, respectivamente. Los sistemas presentados fueron descritos mediante el modelo de isoterma de Freundlich. En las pruebas de iones interferentes se observó un decremento en la capacidad de adsorción en la presencia de iones CO23,HCO3 y HPO42-. 2020-07-15T00:00:00Z