CVD growth of ZnO nanorods in situ on graphene and the study of its application as photoanode for solar cells

Resumen

Se presenta la síntesis de un nanomaterial tridimensional híbrido formado por una plataforma de grafeno en donde se depositan in situ nanobarras de ZnO verticalmente alineadas (VAZNR). El procedimiento utilizado para el crecimiento de grafeno por deposición química de vapores (CVD) y la transferencia sobre vidrio resultó en una película de alta calidad, comprobado por diversos métodos de caracterización. Una capa delgada continua de VAZNR se depositó por CVD con alta cristalinidad y alineación vertical, según confirmamos por medio de difracción de rayos X (XRD) y microscopía electrónica de barrido (SEM). Se estudió la aplicación de este nanomaterial híbrido como el fotoánodo de una celda solar sensibilizada con tinte (DSSC). El fotoánodo mostró buena estabilidad mecánica en el entorno electrolítico corrosivo. Sin embargo, la buena conductividad eléctrica inicial de grafeno se perdió durante la deposición de ZnO, según determinamos por caracterización eléctrica y electroquímica de la DSSC. El grafeno sufre degradación térmica a 570˚C bajo concentraciones de oxígeno tan bajas como 0.4%v/v. Como resultado, la DSSC no mostró respuesta eléctrica cuando se expone a la iluminación. El material hibrido puede tener aplicación alternativa en dispositivos piezoelectricos, biomédicos, entre otros, donde el grafeno se utiliza como una plantilla de sacrificio flexible y coformacional en el proceso de fabricación.