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Title in Portuguese: Síntese e caracterização de células solares de ZnO sensibilizadas por corante
Title: Synthesis and characterization of dye sensitized ZnO solar cells
Author: Nunes, Vanja Fontenele
Advisor(s): Almeida, Ana Fabíola Leite
Co-advisor(s): Freire, Francisco Nivaldo Aguiar
Keywords: Engenharia mecânica
Óxido de zinco
Eletrodeposição de ligas
Células solares
Zinc oxide
Electrodeposition
Issue Date: 11-May-2018
Citation: NUNES, V. F. Síntese e caracterização de células solares de ZnO sensibilizadas por corante. 2018. 56 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica)-Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2018.
Abstract in Portuguese: Células solares são dispositivos desenvolvidos para o aproveitamento da energia solar e sua conversão em eletricidade pelo efeito fotovoltaico. As células solares ainda precisam aperfeiçoar sua estabilidade e rendimento, por isso são desenvolvidos novos materiais e meios de síntese dessas células. O óxido de zinco é um semicondutor que apresenta potencial para o uso em células solares sensibilizadas por corante (DSSC), como, boa mobilidade eletrônica, alta transparência e estabilidade. A eletrodeposição consiste de uma técnica simples para deposição e montagem da célula. Neste trabalho foram eletrodepositados filmes de óxido de zinco em óxido transparente condutor, controlando os parâmetros de deposição, como: temperatura e concentração, e variando o potencial de deposição aplicado. Os potenciais escolhidos foram -1,0, -1,2 e -1,4 V. As técnicas utilizadas na caracterização dos filmes foram: microscopia eletrônica de varredura, raio-x e espectofotometria do UV-Vis, enquanto, para as células montadas, foram obtidos dados como potência de circuito aberto e corrente de curto circuito, além da eficiência de conversão obtida. A DSSC montada com o filme a -1,4 V apresentou a maior eficiência fotovoltaica, 0,031%, além de valores para o fator de forma de 0,52, densidade de corrente de 0,13 mA/cm2 e resistência em série de 8,87 kΩ/cm2. A célula montada com o fotoanodo depositado a -1,0 V demonstrou eficiência de 0,012%, densidade de corrente de 0,048 mA/cm2 e resistência em série de 1,38 kΩ/cm2.
Abstract: Solar cells are devices used for electricity conversion from solar energy through the photovoltaic effect. These devices still need to improve its stability and output, which motivates researches for materials and methods to solar cells (DSSC) set up. Zinc oxide is a semiconductor with advantages for dye sensitized solar cells applicability, such as good electronical mobility, transparency and stability. Electrodeposition is a simple method to the deposition and the fabrication of the cell. In this work, zinc oxide films were electrodeposited on transparent conductor oxide, controlling deposition parameters, such as, temperature and precursor concentration, and changing the potential deposition. The chosen applied potentials were -1.0, -1.2 and -1.4 V. The techniques used to characterize the films were scanning electron microscopy, x-ray and UV-Vis spectrophotometry, and, from the cells, it was obtained data such as open circuit voltage and short circuit current, besides its conversion efficiency. The DSSC assembled with the -1.4 V film presented better photovoltaic efficiency, 0.031%, besides 0.52 fill factor, 0.13 mA/cm2 of short-circuit current density and 8.87 kΩ/cm2 series resistance. The cell assembled with the -1.0 V photoanode film presented efficiency of 0.012%, 0.048 mA/cm2 of short-circuit current density and 1.38 kΩ/cm2 series resistance.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/32338
metadata.dc.type: Dissertação
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