Aplicação de nanoestruturas de carbono em células solares orgânicas e inorgânicas

Abstract

Baranauskas (inmemoriam) der José Ceragioli iii UTAÇÃO Pós-Graduação em ção da Universidade Elétrica, na área de ring Post graduation mpinas to obtain the Microelectronics and LAS SOLARES D INORGANIC iv v vi vii RESUMO Células solares orgânicas e inorgânicas representam uma excelente alternativa como fonte de energia renovável. Este trabalho consiste em aplicar nanoestruturas de carbono obtidas pela técnica HFCVD (Hot Filament Chemical Vapour Deposition) como componentes utilizados na construção e melhoria de células solares orgânicas (organic photovoltaics -OPVs) e células sensibilizadas por corante (dye-sensitized cells -DSCs). Foi obtido óxido de grafeno reduzido (rGO), carbono tipo diamante (DLC -diamondlike carbon) e diamante condutor nanoestruturado. Estes materiais foram caracterizados por microscopia eletrônica de varredura (SEM-FEG), microscopia de transmissão de alta resolução (HRTEM), espectroscopia Raman e análise termogravimétrica (TGA). O rGO foi empregado na construção das células DSC misturado na pasta de TiO 2 em diferentes concentrações, produzindo o aumento de fotocorrente gerada e, consequentemente, o rendimento. O mesmo material foi empregado nas OPVs, em diferentes concentrações, para a substituição do fulereno PCBM (1-(3-metoxicarbonil)-propil-1-1-fenil-(6,6)metanofulereno) e também em conjunto com o fulereno, sendo observada também a melhoria no desempenho dos dispositivos em função da concentração. Com finalidade de substituir os contraeletrodos das células DSC, carbono tipo diamante foi depositado em substrato de alumínio (Al) e diamante condutor nanoestruturado depositado em substratos de nióbio (Nb). As células com contraeletrodos de Al com filme de DLC apresentaram sensibilidade à luz, com possibilidade de aplicação em sensores ópticos, enquanto as células com contraeletrodos de Nb com filme de diamante condutor apresentaram excelente desempenho, tornando possível a substituição dos contraeletrodos de platina. Palavras chave: Células solares orgânicas (OPVs), células solares sensibilizadas por corante (DSC), óxido de grafeno reduzido (rGO), diamante condutor, carbono tipo diamante (DLC).