Thin films based on Sn-S compounds are currently of great interest because of their potential applications in photovoltaic and optoelectronic devices. S and Sn are abundant in nature, inexpensive and much less toxic than most of the materials used in the industry for manufacturing solar cells. In addition to their photovoltaic properties, the chalcogenide materials such as SnS, SnS2, Sn2S3, Sn3S4 and Bi2S3 are of great interest due to its applications in the fabrication of optoelectronic and thermoelectric devices, and as a holographic recording medium. In this work SnS and SnS:Bi thin films, with suitable properties for their use in manufacturing solar cells, were grown by a new technique of sulfurization of the metallic precursors. The deposited films were studied through transient photoconductivity measurements under illumination and decay, and photocurrent as a function of light intensity; their micro-structure was also characterized through Scanning Electron Microscopy (SEM) technique. The studies allowed establishing the effect of adding Bi on the recombination processes of free charge carriers which affect the photoconductivity of the deposited films, and to identify the types of recombination occurring in them.

En la actualidad las películas delgadas basadas en compuestos de Sn y S son de gran interés debido a sus aplicaciones potenciales en dispositivos fotovoltaicos y opto-electrónicos. El Sn y S son abundantes en la naturaleza, de bajo costo y mucho menos tóxicos que la mayoría de los materiales que se usan en la industria para la fabricación de celdas solares. En este trabajo se preparan películas delgadas de SnS y SnS:Bi con propiedades adecuadas para ser usadas en la fabricación de celdas solares, por una nueva técnica de sulfurización de sus precursores metálicos variando el contenido de Bi. A estas películas se les realizan estudios de fotoconductividad de transientes bajo iluminación y decaimiento, y de fotocorriente en función de la intensidad de la luz; también se caracterizaron micro-estructuralmente con la técnica Scanning Electron Microscopy (SEM). Los estudios permitieron establecer el efecto de la incorporación de Bi en los procesos de recombinación de portadores de carga libres que afectan la fotoconductividad de las películas depositadas, e identificar los tipos de recombinación que se presentan en ellas.

En este trabajo se crecieron películas delgadas de AgInS2 con estructura tetragonal tipo calcopirita usando un procedimiento basado en la evaporación secuencial de precursores metálicos en presencia de azufre elemental, en un proceso en dos etapas. Se investigó el efecto de la temperatura de crecimiento y la proporción de la masa de Ag evaporada a la masa de In evaporada (mAg/mIn) sobre la fase y la homogeneidad en la composición química a través de medidas de difracción de rayos X y espectroscopía de electrones Auger. Estas medidas mostraron que las condiciones para preparar películas delgadas que contengan únicamente la fase AgInS2, crecidas con estructura tipo calcopirita tetragonal y buena homogeneidad de la composición química en todo el volumen son temperatura de 500 °C y proporción mAg/mIn 0.89. Las medidas de fotocorriente de transiente indicaron que el transporte eléctrico es afectado por procesos de recombinación, vía transiciones banda a banda y transiciones asistidas por trampas.

In this study, thin films of AgInS2 with chalcopyrite-type tetragonal structure were grown by means of a procedure based on the sequential evaporation of metallic precursors in presence of elemental sulfur in a two-stage process. The effect of the growth temperature and the proportion of the evaporated Ag mass in relation to the evaporated In mass (mAg/mIn) on the phase and homogeneity in the chemical composition were researched through X-ray diffraction measurements and Auger electrons spectroscopy. These measurements evidenced that the conditions for preparing thin films containing only the AgInS2 phase, grown with tetragonal chalcopyrite-type structure and good homogeneity of the chemical composition in the entire volume, are a temperature of 500 °C and a 0.89 mAg/mIn proportion. The transient photocurrent measurements indicated that the electricity transmission is affected by recombination processes via band-to-band transitions and trap-assisted transitions.

A series of Bi2Mo xW1-xO6 catalysts supported on Al2O3-SiO2, SiO2-TiO2 and activated carbon (C*) were synthesized. The aim was to compare the different supports and calcination temperature of catalysts, studying their efficiency and activation temperature in the CO oxidation reaction. The catalysts active phase, Bi2Mo xW1-xO6, was made by means of chemical precipitation procedure starting from high purity (NH4)6Mo7O24•4H2O, (NH4)6W12O6•H2O, Bi(NO3)2•5H2O compounds, whichafterwards, were supported on Al(2)0(3)-Si02, Si0(2)-Ti0(2) and C* through impregnation. The catalysts characterization was carried out by means of X ray diffraction analysis (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and surface area determination (BET method). Regarding the catalytic activity the Bi2Mo xWi-x0(6) /C* compound synthesized at 500 °C was the best catalyst being activated at 125 °C reaching 90 % conversion. It is concluded that was observed an effect of calcination temperature and the support on the different values reached for the catalytic activity.

Se preparó una serie de catalizadores de Bi2Mo xW1-xO6 soportados en Al2O3-SiO2, SiO2-TiO2 y carbón activado (C*). El propósito principal fue comparar el uso de diferentes soportes, así como también valorar el efecto de la temperatura de síntesis de los catalizadores en términos de su eficacia y de conversión en la reacción de oxidación de monóxido de carbono (CO) y en su temperatura de activación. La fase activa de los catalizadores, Bi2Mo xW1-xO6, se sintetizó a partir de los compuestos de alta pureza (NH4)6Mo7O24•4H2O, (NH4)6W12O6•H2O, Bi(NO3)2•5H2O, empleando el método de co-precipitación química, y posteriormente soportada por el método de impregnación en Al2O3-SiO2, SiO2-TiO2 ó C*. Estos sistemas catalizador/soporte se caracterizaron mediante las técnicas de difracción de rayos X (XRD), microscopía electrónica de barrido (SEM) y área superficial (método BET). Con respecto a la actividad catalítica, el compuesto con mayor eficacia en la conversión de CO a CO2 fue Bi2Mo xW1-xO6 /C*, que se preparó a 500 °C; se activó a 125 °C logrando una conversión de 90 %. Se concluye que existe un efecto de la temperatura de síntesis y del tipo de soporte que influye en los diferentes valores de actividad catalítica encontrados.

This work presents results related with phase identification and study of the homogeneity in the chemical composition of Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) thin films grown by a chemical reaction of the precursor species evaporated sequentially on a soda-lime glass substrate, in a two or three-stage process. For that, the CIGS samples were characterized through X-ray diffraction (XRD) and Auger Electron Spectroscopy (AES) depth profile measurements, respectively. The presence of secondary phases growing superficially was identified through small angle XRD measurements. Theoretical simulation of the XRD spectra, carried out with the help of the PowderCell package, confirmed this result. The results showed that the deposition conditions affect the homogeneity of the chemical composition of the CIGS films, as well as the phase in which these films grow. In general, the samples grown in a two stage process present a mixture of the Cu(In,Ga)Se2 phase with the secondary In2Se3 and Cu2Se phases, whereas, the films grown in a three stage process do it, mainly, in the Cu(In,Ga)Se2 phase with a tetragonal (chalcopyrite type) structure and better homogeneity. CIGS films with characteristics like those found for the three stage samples, have demonstrated good properties for its use as absorber layers in thin film solar cells.

Cadmium sulphide thin films prepared by chemical bath deposition (CBD) were deposited on indium tin oxide (ITO) substrates with different deposition times (i.e. thickness) and characterised by their morphology and band gap energy. Samples were analysed as deposited and after annealing at 90 and 150°C, in order to study the interface diffusion and its effects on the properties mentioned. Auger depth profiles were used to determine the mass diffusivity coefficient in the CdS/ITO interface. The initial surface rms-roughness measured with AFM, as well as the initial band gap energy, are reduced after the annealing process. We obtained very small diffusion coefficient values, around 10-21 m²/s, for the different elements analysed in the interface.

Capas delgadas de sulfuro de cadmio, preparadas por bano químico, fueron depositadas sobre sustratos de ITO (oxido de estaño impurificado con indio) con diferentes tiempos de deposito (i.e. espesor) y caracterizadas en su morfología y en su brecha de energía. Las muestras fueron analizadas tanto recien depositadas como después de ser recocidas a las temperaturas de 90 y 150°C, con el objetivo de estudiar la difusion en la interfaz CdS/ITO y sus efectos sobre las propiedades mencionadas. Con ayuda de los perfiles Auger, se determinaron los valores de la difusividad masica de dicha interfaz. El valor inicial rms de la rugosidad superficial medida usando imágenes de fuerza atómica, así como la brecha de energía, se ven reducidos despues de los procesos de recocido. Se obtuvieron valores muy pequeños en los coeficientes de difusión, del orden de 10-21 m²/s, para los diferentes elementos analizados en la interfaz.

Abstract X-ray photoelectron spectroscopy is used widely to determine the chemical composition and oxidation states of solid materials. For quantification with XPS it is necessary to have reliable sensitivity factors. XPS general and high resolution spectra of standards of MoO3, WO3 and Bi2O3 are presented. The oxidation state of oxygen does not change in the standards; therefore the sensitivity factor of oxygen is taken like reference. XPS sensitivity factors of Mo, W and Bi are obtained; and next use becomes of these for the quantification of the catalysts of Bi2MoxW1-xO6. Also the compounds that form in these catalysts are determined.

Resumen La espectroscopia de fotoelectrones de rayos se utiliza ampliamente para determinar la composición química y los estados de oxidación de materiales sólidos. Para la cuantificación con XPS es necesario tener factores de sensibilidad relativos confiables. Se presentan espectros XPS generales y de alta resolución de los estándares de MoO3, WO3 y Bi2O3. El estado de oxidación de oxígeno no cambia en los estándares; por lo tanto se toma como referencia el factor de sensibilidad del oxígeno. Se obtienen los factores de sensibilidad XPS para Mo, W y Bi; y a continuación se hace uso de estos para la cuantificación de los catalizadores de Bi2MoxW1-xO6. También se determinan los compuestos que se forman en estos catalizadores.

In this work we present the design, construction and the evaluation of a system to growth multiple layers of thin films using the pulsed laser deposition (PLD). The system is equipped with a mechanism of multiple targets and substrates. It has two revolving plates that can be manipulated from outside the chamber. The first serves to interchange four targets without breaking the vacuum or altering the internal conditions of the chamber. It also allows to put to the target in rotation around it's own axis. This rotation gives uniformity to the wearing down of the target thus enhancing the uniformity of the growing film. The second plate allows to change the substrate without opening the vacuum chamber. This second plate has three substrate holders. The system has a substrate heather that works at a maximum temperature of 600°C. Both mechanisms are mounted in individual standard 6 inches ConFlat flanges and can be used in cameras of high or ultrahigh vacuum. The working chamber is evacuated by a standard oil diffusion pumping system. A Nd:YAG (Neodymium Yttrium Aluminum Garnet) infrared laser at wavelength of 1064 nm and about 25 Wcm²/pulse is used to vaporize the target. The capability of the system is evaluated by growing several basic structures of super-stratum CdTe-CdS used for solar cell on conductive glass (TCO): TCO/CdS, TCO/CdTe and TCO/CdS/CdTe and characterizing them by grazing incidence X-ray diffraction (GIXRD).

En este trabajo se presenta el diseño, construcción y evaluación de un sistema de crecimiento de películas delgadas de capas múltiples usando el depósito por láser pulsado. El sistema está equipado con mecanismos de blancos y substratos múltiples que son manipulados desde el exterior de la cámara. El primero sirve para cambiar el material (blanco) que se va a depositar sin alterar el vacío interno de la cámara. Éste tiene capacidad para cuatro blancos y permite la rotación de uno de ellos sobre su propio eje para ser irradiado por el láser, obteniéndose uniformidad en el crecimiento. El segundo sirve para cambiar los substratos sin abrir la cámara, mediante un mecanismo que permite ubicar desde fuera de la cámara, sin perder vacío, el substrato que va ser utilizado. Este mecanismo se acopla a un calentador de substratos que puede operar hasta 600°C. Ambos mecanismos son montados en bridas de 6 pulgadas tipo ConFlat y pueden ser utilizados en cámaras de alto o ultra alto vacío. La cámara de trabajo es evacuada por un sistema con una bomba de difusión de aceite. Se utiliza un laser infrarrojo de Nd:YAG (Neodymium Yttrium Aluminum Garnet) con una longitud de onda de 1064 nm y 25 Wcm²/pulso. El sistema es evaluado mediante el crecimiento de estructuras de CdTe-CdS sobre vidrio conductor (TCO): TCO/CdS, TCO/CdTe y TCO/CdS/CdTe, utilizadas para celdas solares. Estas estructuras son caracterizadas por difracción de rayos X rasantes.