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dc.contributor.authorSoares, Leandro Luiz
dc.date.accessioned2019-08-09T14:03:47Z
dc.date.available2019-08-09T14:03:47Z
dc.date.issued2019-05-22
dc.identifier.citationSOARES, Leandro Luiz. Contra eletrodos de sulfetos metálicos aplicados a células solares sensibilizadas por pontos quânticos. 2019. Dissertação (Mestrado em Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2019. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/11676.*
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/11676
dc.description.abstractThe quantum dot-sensitized solar cells (CSSPQ) are considered as third generation solar cell, derived from dye-sensitized solar cells (CSSC). Several works in the literature shown that the optimization of counter electrodes (CE) is an important factor to improve the CSSPQs performance. In this study different types of CE and its production methods were evaluated by electrochemical techniques as cyclic voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy, as well as physic techniques as X-Ray Diffraction (DRX) and scanning electron microscope (SEM). Initially, it prepared NbS2 films by spray pyrolysis at 500 and 700 ºC deposited over brass. The film treated at 700 ºC presented higher crystallinity and current density in cyclic voltammetry and smaller resistance to the charge transfer. However, the brass substrate presented problems of leaking in the moment of the device confection and, this film could not be applied in the cell. In order to avoid the leak, the brass was substituted by glass covered by fluorine-doped tin oxide (FTO) and the NbS2 films were supported by carbon-black and deposited by drop. Electrochemical characterization showed that this material presented a resistance of charge transfer of 164,24 Ω that is smallest than the FTO/Pt resistance that was 3,29 kΩ and also a higher current density. Even thought, carbon-black interfered in the surlyn® adherence, which made harder to seal effectively the device, occasioning that way a leaking in the supporting electrolyte, making also impossible to apply this material in the solar cell. The materials CuS and CuGaS2 electrodeposited potentiostatically over FTO were also tested. Both of them present better electrochemistry properties than FTO/Pt CE. The electrode CuGaS2 presented a higher density value than the CuS and Pt. The resistance value of charge transfer was close for both materials, but the CuGaS2 electrode presented a higher current density for the polysulfides redox process. After the individual CEs characterization, four different devices were constructed with the structure photoelectrode/TiO2/PQ/polysulfides electrolyte/CE. The photovoltaic device study shown that the PbS quantic point with CdS chemical bath increase 10 times the current density if the short circuit (Jsc), when compared to the device just with PbS. The device with CuGaS2 CE conducted to a improve in the fill factor (FF) doubling the solar cell efficiency if compared to the device with the same photoanode but with the FTO/Pt CE.eng
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)por
dc.language.isoporpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.rights.uriAcesso abertopor
dc.subjectContra eletrodopor
dc.subjectCSSPQpor
dc.subjectCelulas solarespor
dc.titleContra eletrodos de sulfetos metálicos aplicados a células solares sensibilizadas por pontos quânticospor
dc.typeDissertaçãopor
dc.contributor.advisor1Mascaro, Lucia Helena
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9130022476352844por
dc.description.resumoAs células solares sensibilizadas por pontos quânticos (CSSPQs) são de terceira geração, derivadas das células solares sensibilizadas por corantes (CSSC). Diversos trabalhos relatados na literatura, mostram que a otimização do contra eletrodo (CE) é um importante fator para melhorar o desempenho dos CSSPQs. Neste estudo diferentes tipos de CE e métodos de produção dos mesmos foram avaliados por técnicas eletroquímicas como voltametria cíclica e espectroscopia de impedância eletroquímica, assim como técnicas físicas como difração de Raios X (DRX) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Inicialmente foram preparados filmes de NbS2 por spray pirólise a 500 e 700º C depositados sobre latão. O filme tratado a 700º C foi mais cristalino e apresentou maior densidade de corrente na voltametria cíclica e menor resistência a transferência de carga. Entretanto, o substrato de latão apresentou problema de vazamento no momento de confecção do dispositivo e este filme não pode ser testado na célula. Para tentar evitar o vazamento, o latão foi substituído pelo substrato de vidro recoberto com óxido de estanho dopado com flúor (FTO) e foram preparados filmes de NbS2 suportados por negro de fumo e depositados por drop. A caracterização eletroquímica mostrou que este material apresentou uma resistência a transferência de carga de 164,24Ω muito menor do que o FTO/Pt que foi de 3,29k Ω e também maior densidade de corrente. Porém, o negro de fumo interferiu na aderência do surlyn®, o que dificultou vedar efetivamente o dispositivo, assim ocasionando o vazamento do eletrólito o que também impediu que usássemos este material no dispositivo fotovoltaico. Os outros materiais testados foram o CuS e o CuGaS2 eletrodepositados potenciostaticamente sobre FTO. Ambos apresentam propriedades eletroquímicas melhores que o contra eletrodo de FTO/Pt O eletrodo de CuGaS2 teve um valor de densidade de corrente maior que o eletrodo de CuS e Pt. O valor de resistência a transferência de carga foram próximas para os eletrodos, mas o eletrodo de CuGaS2 apresentou uma maior densidade de corrente para o processo redox do polisssulfetos. Após a caracterização dos contra eletrodos indivualmente foram montados quatro dispositivos diferentes do tipo fotoeletrodo/TiO2/PQ/eletrolito polissulfeto/CE. Os estudos dos dispositivos fotovoltaicos mostraram que o ponto quântico de PbS com banho químico de CdS aumentou em 10 vezes a de densidade de corrente de curto-circuito (Jsc), se comparado com o dispositivo apenas com PbS. O dispositivo com contra eletrodo de CuGaS2 conduziu para uma melhora do fator de preenchimento (FF) dobrando a eficiência da célula solar, se comparado ao dispositivo com mesmo fotoanodo mas com CE de FTO/Pt.por
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Química - PPGQpor
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::FISICO-QUIMICA::ELETROQUIMICApor
dc.description.sponsorshipIdCAPES: Código de Financiamento 001por
dc.ufscar.embargoOnlinepor
dc.publisher.addressCâmpus São Carlospor
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/2509632591058445por


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