Síntesis y caracterización de nano- y microestructuras basadas en SnO₂ y Li₂SnO₃ con aplicaciones en dispositivos ópticos y células solares híbridas

Abstract

En esta memoria de tesis doctoral se exponen y discuten los resultados más relevantes de la investigación llevada a cabo sobre el crecimiento, caracterización y aplicaciones de nano- y microestructuras de SnO2 dopado con Cr, de Li2SnO3 y láminas delgadas de materiales compuestos híbridos con matriz polimérica conductora (PEDOT:PSS) y nanoestructuras de SnO2 (nanohilos o nanopartículas) como relleno. A lo largo de este trabajo se han estudiado posibles aplicaciones de las nano- y microestructuras crecidas en resonadores ópticos, guías de luz, dispositivos emisores de luz y células solares híbridas. El SnO2 es un óxido semiconductor ampliamente utilizado en diversas aplicaciones, debido a sus atractivas propiedades físico-químicas, entre las que destacan aplicaciones en sensado de gases, catálisis, como electrodos transparentes y aplicaciones en energía. La aplicabilidad del SnO2 puede ampliarse a través del control de diversos parámetros tales como el tamaño, la morfología y el dopado. Por su parte, el Li2SnO3 es utilizado en diversas aplicaciones entre las que destaca la fabricación de electrodos para baterías de tipo ion-Li, si bien también se usa en otras aplicaciones de catálisis y en la fabricación de materiales dieléctricos que operen a frecuencias en el rango de las microondas. El Li2SnO3 a pesar de ser utilizado frecuentemente en diversas aplicaciones es un material poco estudiado del que aún se desconocen muchas de sus propiedades físicas...In this work, the most relevant results obtained from the research carried out on the growth, characterization and applications of nano- and microstructures of Cr doped SnO2, Li2SnO3 and thin films of hybrid composites made by a polymeric matrix (PEDOT: PSS) and SnO2 nanostructures (nanowires or nanoparticles) as a filler, are described and discussed. Besides, possible applications related to the as-grown nano- and microstructures as optical resonators, light guides, light emitting devices and hybrid solar cells are studied. SnO2 is a semiconductor oxide which interesting physic-chemical properties make it suitable for different applications, such as gas sensing, catalysis, transparent electrodes and energy-related applications. The applicability of SnO2 can be broadened by achieving control of parameters such as size, morphology and doping. The Sn-based ternary compound Li2SnO3 is commonly used in applications related tothe fabrication of electrodes for Li-ion batteries, as well as in catalysis and in the fabrication of dielectric materials for microwaves. Despite these applications, Li2SnO3 is a poorly studied material and many of its physical properties are still unknown or under discussion...