Células solares sensibilizadas por pontos quânticos

Abstract

publicado na web em 25/11/2016 QUANTUM DOT-SENSITIZED SOLAR CELLS. Quantum dot solar cells (QDSC) have been subject of extensive research in recent years. QDSC, as a promising alternative to existing solar cells, are among the candidates for next-generation photovoltaic devices that require low cost, high efficiency, so that quantum dots stand out for their unique features and versatile desirable on photovoltaic systems. The rapid development of QDSC provided a significant increase in energy conversion efficiency, which was certified for the first time in 2010 as 2% then being currently as 11.3%, according to the National Renewable Energy Laboratory (NREL). This paper presents a review of the quantum dot-sensitized solar cells and the major advances reported concerning these cells, besides other types of cell architectures involving quantum dots.Keywords: quantum dots; solar cells; quantum dot-sensitized solar cell. INTRODUÇÃONos dias atuais, há um forte apelo a respeito do aquecimento global proveniente do aumento da emissão de gases que agravam o efeito estufa, como o CO 2 , e suas várias consequências para o nosso planeta, como elevação do nível dos mares e alterações climáticas. 1Além disso, sabe-se que as reservas de combustíveis fósseis são finitas, e que a exploração destes combustíveis causa sérios danos ao meio ambiente, pois geram bilhões de toneladas de gases como CO 2 , CO, SO 2 , NO x , além de aerossóis que são lançados na atmosfera.Nesse sentido, com o intuito de prevenir um colapso climático, 2 países desenvolvidos têm agora por lei que diminuir drasticamente a emissão de tais gases, e, para isso, têm se valido de alternativas limpas e renováveis como biomassa, energia eólica e energia solar, 3,4 as quais vêm se destacando pela abundância das fontes e potencial o que permite sua aplicação de maneira eficiente. A produção de energia por meio de células solares é uma alternativa para levar energia a diversas regiões do país, e, assim, estudos vêm sendo realizados e tecnologias têm sido amplamente testadas para produzir dispositivos fotovoltaicos que são aplicados na conversão da luz solar em eletricidade com mais eficiência. Dentre os materiais possíveis para aplicação em células solares, os pontos quânticos (PQs) têm atraído muito interesse em função, principalmente, de suas propriedades ópticas dependentes do tamanho das nanopartículas. 5Os pontos quânticos de semicondutores são constituídos de partículas nanocristalinas e apresentam diâmetro variando entre 1 e 10 nm, o que corresponde a, aproximadamente, entre 100 e 1000 átomos por nanopartícula. Atualmente, a sua aplicação em dispositivos fotovoltaicos têm se tornado objeto de estudo de vários grupos de pesquisa no mundo, uma vez que células solares sensibilizadas com esses materiais atingiram 11,3% de rendimento de conversão solar, em 2016, de acordo com o Laboratório Nacional de Energias Alternativas -NREL dos Estados Unidos. 6 Nos últimos anos, viram-se avanços conceituais e tecnológicos rápidos em vários aspectos de células solares à bas...

Natural dyes from amazon forest: potential application in dye-sensitized solar cells

“…In general, the experimental cells presented low values of FF, ranging from 0.2 to 0.5, considered quite resistive systems. The effects can be noted in the efficiency values, in which the resistivity interferes directly [19]. The DSSCs manufactured in this work displayed electrical performance as reported in the literature [2,9,22].…”

“…This parameter can be obtained from the ratio between these powers (equation 1) and is directly related to the efficiency of the cell. The value of FF varies from 0 to 1, and the closer to 1 the less resistive the system is [19].…”

“…To improve the electrical performance, it is possible to optimize the fabrication parameters and selected materials that ensure the lowest internal resistance, facilitate the electrons flow, and increase the efficiency of electron injection. Furthermore, it is possible to increase the dye photostability and to reduce the electron recombination with the oxidized dye, and with the species of the electrolytic solution, as well as the electron recombination due to weak interaction of the dye and the conduction band of nanostructured TiO 2 [5,11,19,[41][42][43].…”

Pontos quânticos ambientalmente amigáveis: destaque para o óxido de zinco

“…121,122 As células solares baseadas em QDs de ZnO já atingiram um PCE de 15,49%. 123 Vitoreti e colaboradores 124 publicaram, recentemente, um artigo de revisão sobre células solares sensibilizadas por QDs, retratando muito bem o estado da arte para esta aplicação.…”