Obtención de compuestos intermetálicos InₓCuᵧ en Cloruro de Colina-Etilenglicol (1:2)

Abstract

El indio y sus aleaciones, tales como CuInSe2 y Cu(In,Ga)Se2, son de gran interés por sus propiedades semiconductoras y aplicaciones fotovoltaicas. Una manera económica y ecológica de prepararlos implica la electrodeposición de películas precursoras de Cu-In, CuInSe2 y Cu (In,Ga)Se2 seguido de recristalización por tratamiento térmico (templado) a alta temperatura en atmósfera de selenio. El enfoque más habitual para depositar metales es utilizar disoluciones acuosas. Sin embargo, este medio presenta un gran inconveniente: la descarga de hidrógeno que dificulta la electrodeposición de elementos muy electronegativos tales como In y Ga, reduciendo la eficiencia de obtención y calidad de la película. Una alternativa a las disoluciones acuosas son los llamados “Deep Eutectic Solvents” (DES), los cuales exhiben importantes propiedades como una elevada conductividad, ventana electroquímica relativamente amplia, baja presión de vapor, bajo precio, facilidad de preparación y baja toxicidad. El objetivo de este trabajo es estudiar la viabilidad de los DES como medios para: i) estudios electroquímicos, ii) producción de metales y iii) elaboración de compuestos intermetálicos (p.e. CuxIny). Para ello se ha escogido el DES cloruro de colina-etilenglicol (proporción 1:2 molar) como electrolito y se ha caracterizado de manera electroquímica y espectroscópica, además de estudiar sus propiedades físico-químicas. Posteriormente se ha estudiado en dicho medio el comportamiento químico y electroquímico de Cu(I), Cu(II), In(I) e In(III) en el intervalo de temperatura 323-363K. Se determinaron los parámetros cinéticos del intercambio Cu(I)/Cu(II), el coeficiente de difusión, así como la energía de activación para la difusión de: CuCl3 2-, CuCl4 2- y InCl5 2- así como el mecanismo de nucleación de Cu e In sobre W. Finalmente se han obtenido compuestos intermetálicos Cu-In (CuIn and Cu11In9) mediante electrolisis potenciostática e intensiostática, que fueron caracterizados mediante DRX, SEM y EDAX.