Síntese e aplicação de TiO2 em células solares: uma análise da proporção de isopropóxido de titânio

Abstract

Resumo Células solares sensibilizadas por corante são eficientemente desenvolvidas com TiO2 na composição. O isopropóxido de titânio, por possuir uma extensa cadeia alcoxi, evita a aglomeração de núcleos metálicos, gerando partículas com tamanho reduzido, tornando-se um precursor ideal para produção do TiO2. Este trabalho teve como objetivo avaliar a proporção de isopropóxido de titânio na síntese de TiO2 via metodologia Pechini. As partículas foram caracterizadas via difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura e espalhamento dinâmico de luz. A célula foi caracterizada por curvas j-V e espectroscopia de impedância eletroquímica. Os resultados demonstraram que nas proporções testadas não houve mudança significativa de cristalinidade e forma das partículas. Verificou-se que a proporção molar cátion metálico:ácido cítrico de 2:1 apresentou partículas de menores diâmetros, facilitando a adsorção do corante e potencializando os parâmetros fotoeletroquímicos. A caracterização da célula solar nesta condição forneceu eficiência em conversão de energia η = 4 , 16 % ± 0 , 07 %, densidade de corrente j = 9 , 10 ± 0 , 09 m A . c m - 2 e tempo de vida eletrônico τ e = 56 , 98 m s.

SOLAR CELLS PRODUCTION USING TiO2: Nb AND SENSITIZED WITH NATURAL DYES

“…Esses estados podem mitigar a recombinação de elétrons e fortalecer o sistema. No entanto, essa hipótese precisa ser investigada detalhadamente para uma compreensão completa (Tractz, 2022).…”

“…Esses elétrons então fluem através de um circuito externo, gerando uma corrente elétrica utilizável. O circuito é completado com a presença de um contraeletrodo, que recebe esses elétrons, e de um eletrólito que facilita o transporte de cargas, oxidando as espécies reduzidas e reduzindo as espécies oxidadas (Grätzel, 2001;Tractz, 2022). As pesquisas existentes evidenciam a utilização de metabólitos secundários, tais como antocianinas e curcuminas, nesses sistemas fotovoltaicos.…”

“…As pesquisas existentes evidenciam a utilização de metabólitos secundários, tais como antocianinas e curcuminas, nesses sistemas fotovoltaicos. No entanto, isso resulta na fabricação de células solares com uma eficiência menor em comparação com a utilização dos corantes rutenados (Tractz, 2022). Os processos que governam o funcionamento do dispositivo são denominados fotoexcitação, injeção, transporte, difusão e regeneração.…”

“…A introdução de novos óxidos, que possam criar uma barreira energética na interface óxido/corante/eletrólito, representa uma estratégia viável para evitar a recombinação das cargas. (Tractz, 2022). Vários óxidos podem ser utilizados com este intuito, como o CeO, ZnO, Nb 2 O 5 , entre outros.…”