Daniel da Motta Sampaio

Construção e Caracterização Microestrutural, Morfológica e Eletroquímica de Células Solares Sensibilizadas por Corantes Naturais

Daniel da Motta Sampaio, Orientador Ana Lucia Ferreira de Barros, 20/03/2018.

Resumo: As células solares sensibilizadas por corantes (DSSC’s) podem ser consideradas um importante recurso energético nos últimos anos devido ao seu baixo custo de fabricação em comparação com células solares à base de silício e células de filmes finos. Uma DSSC típica consiste em três componentes principais: um foto-anodo semicondutor sensibilizado com corante, um eletrólito com um par redox e um contra eletrodo de material condutor. Os corantes naturais contendo antocianinas foram extraídos de flores e vegetais por simples técnicas de extração e utilizados como foto-sensibilizadores nas células solares. Filmes com semicondutores nanoestruturados foram construídos e caracterizados por Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), Microscopia de Força Atômica (AFM), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Espectroscopia UV-visível. Para a caracterização eletroquímica foi utilizado um multi-potenciostato. O objetivo desse trabalho envolve a construção e a caracterização elétrica, estrutural e morfológica das DSSC’s, produzidas com diferentes corantes naturais orgânicos. Os principais parâmetros de performance serão apresentados, bem como a composição do corante e características superficiais dos filmes estudados. Conforme resultados iniciais publicados [1], verificou-se que a espessura do filme do anodo afeta a continuidade do filme, bem como a ocorrência de recombinações e perdas no processo de difusão através do eletrólito, além das características fotovoltaicas para diferentes corantes aplicados. A estabilidade química do dispositivo revelou algumas características promissoras para ampliar a fabricação de DSSC’s à base de corantes naturais para produção em grande escala.

Referências:

[1] Sampaio, D.M., Thirumal, E. and de Barros, A.L.F., 2016. “The effect of photo-anode surface morphology and gel-polymer electrolyte on dye-sensitized solar cells with natural dyes”. Journal of Materials Science: Materials in Electronics, Vol. 27, p. 9953–9961.

Banca de Avaliação:

Professor Dr. Paulo Accioly (UFF);

Professor Dr. Álvaro Luis Martins de Almeida Nogueira (CEFET/RJ)

Professora Dra. Lilian Pantoja Sosman (UERJ)

Professor Dr. Geraldo Cernicchiaro (CBPF/PPGIO)