Estudio estructural de nanopartículas dopadas TiO2:Pr en fase anatasa sintetizadas para su empleo como semiconductor nanoestructurado en células de conversión fotovoltaica

Resumen

En este trabajo presentamos un estudio comparativo de los parámetros estructurales de nanopartículas de TiO2 dopadas con Praseodimio (1%, 5%) y fase anatasa, entre el cálculo de los parámetros red mediante la ley de Bragg y el tamaño de cristalito usando la ecuación de Scherrer con el refinamiento Rietveld utilizando el software Fullprof. El estudio estructural profundo de dichos sistemas, nos aporta un conocimiento útil para la mejora del uso de estas nanopartículas en aplicaciones fotovoltaicas, de almacenamiento de energía y fotocatálisis. A partir de los análisis de difracción de rayos-X, se han calculado los parámetros de red y el tamaño de cristalito de estos sistemas. Mediante la ley de Bragg se obtuvieron los valores de los parámetros de red a = 3.5±0.4 Å y c = 9±2 Å para todos los sistemas, y el cálculo del tamaño de cristalito aplicando la ecuación de Scherrer de 10.41±0.03 nm, 10.99±0.07 nm, 13.75±0.06 nm, 17.58±0.07 nm para los sistemas TiO2:Pr 1%, TiO2:Pr 5%, puro con semillas, puro sin semillas respectivamente. Los mismos cálculos realizados con el método Rietveld dieron unos parámetros de red de a = 3.7940±0.0001 Å , a = 3.7978±0.0002 Å, a = 3.7959±0.0001 Å, a = 3.7942±0.0001 Å; c = 9.4951±0.0003 Å, c = 9.4937±0.0004 Å, c = 9.4985±0.0003 Å, c = 9.5031±0.0002 Å, y unos tamaños de cristalito 13.701±0.001 nm, 8.857±0.001 nm, 12.49±0.04 nm, 15.04±0.09 nm para los sistemas TiO2:Pr 1%, TiO2:Pr 5%, puro con semillas, puro sin semillas respectivamente. Las discrepancias encontradas en los tamaños de cristalito se asocian en mayor medida a la función instrumental.