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Title in Portuguese: Obtenção de um filme fino de FTO pela técnica de spray-pirólise e método sol-gel para utilização em células solares orgânicas
Title: Obtaining a thin film of FTO by spray-pyrolysis technique and sol-gel method for use in organic solar cells
Author: Maia Júnior, Paulo Herbert França
Advisor(s): Freire, Francisco Nivaldo Aguiar
Co-advisor(s): Almeida, Ana Fabíola Leite
Keywords: Engenharia mecânica
Energia solar
Células solares
Geração de energia fotovoltáica
Issue Date: 27-Apr-2015
Citation: MAIA JÚNIOR, P. H. F. Obtenção de um filme fino de FTO pela técnica de spray-pirólise e método sol-gel para utilização em células solares orgânicas. 2015. 64 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica)–Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015.
Abstract in Portuguese: O crescente interesse no uso de novos materiais e suas aplicações, para sistemas fotovoltaicos tem sido uma constante preocupação da comunidade cientifica nos últimos anos. O presente trabalho tem por objetivo principal a obtenção, caracterização e testes de fotoatividade de células solares fotovoltaicas constituídas de filmes finos de SnO2 dopados com flúor, os filmes foram depositados pela técnica de “spray-pirólise” e pelo método Sol-Gel em substrato de vidro. Neste trabalho vidros de microscopia com dimensão de 2,5 x 7,5 cm x 1 mm, são usados como matrizes para os substratos condutores ou óxidos condutores transparentes (OCT’s). Estes vidros possuem resistência elétrica e transmitância adequadas para confecção de células solares fotoeletroquímicas ativadas por corantes. Além de tornar os vidros condutores deve ser feita a deposição de uma camada de óxido de titânio, preparação de eletrólito, corante, montagem e caracterização das células. O substrato condutor possui um filme de dióxido de estanho dopado com flúor (SnO2:F), a deposição é feita com o auxilio de um compressor e uma pistola aerográfica sobre o vidro à temperatura de 600ºC a partir de uma solução feita pelo método Sol-Gel (MSG). Como técnicas de caracterização foram usadas: difração de raios-x (EDX), microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de energia dispersiva (EDS), Uv-Vis e método de Van der Pauw. O vidro condutor apresenta transmitância 80% (400 nm – 800 nm ). A célula com corante mesoporfirina apresenta Vca = 0,34 V e Icc ~ 150μA. Os resultados experimentais obtidos dessas células poderão contribuir para o desenvolvimento de protótipos que possam ser utilizados comercialmente na captação de energia solar e sua conseqüente transformação em energia elétrica
Abstract: The growing interest in the use of new materials and their applications for photovoltaic systems has been a constant concern of the scientific community in recent years. This work is primarily engaged in the collection, characterization and photoactivity testing photovoltaic solar cells made of thin SnO2 doped fluoride films, the films were deposited by the technique of "spray-pyrolysis" and the Sol-Gel method in substrate glass. In glasses microscopy work with dimensions of 2.5 x 7.5 x 1 mm are used as matrices for the conductive substrates or transparent conductive oxides (TCO). These glasses have electrical resistance and transmittance adequate for the manufacture of photoelectrochemical solar cells activated by dyes. Besides making the glasses must be made conductive depositing a layer of titanium oxide, preparation of electrolyte, dye, assembly and characterization of the cells. The conductive substrate has a film of tin dioxide doped with fluorine (SnO2: F), the deposition is made with the aid of a compressor and a spray gun on the glass at a temperature of 600° C from a solution made by the method Sol- gel (MSG). As characterization techniques were used: x-ray diffraction (EDX), scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectroscopy (EDS), UV-Vis and Van der Pauw method. The conductive glass has transmittance of 80% (400 nm - 800 nm). The cell with mesoporphyrin dye has Vac = 0.34V and Icc ~ 150μA. The experimental results obtained from these cells may contribute to the development of prototypes that can be used commercially in the capture of solar energy and its consequent transformation into electricity.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/12735
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