Desenvolvimento de cÃlulas solares fotoeletroquÃmicas utilizando nanopartÃculas de TiO2 e nanotubos de titanatos fotosensibilizados pela mesoporfirina

• Autor(a) principal: Antonio Paulo Santos Souza
• Data de Publicação: 2014
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFC
• Texto Completo: http://www.teses.ufc.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=12001
• topic: Mesoporfirina; titanate nanotubes; ionic trade; mesoporfirin; sensitized solar cell; ENGENHARIA MECANICA

Desde o desenvolvimento da primeira cÃlula solar sensibilizada por corante em 1991, este campo de pesquisa vem crescendo consideravelmente. As nanopartÃculas de TiO2 tÃm sido o principal semicondutor aplicado neste tipo de cÃlula. PorÃm com o advento da nanociÃncia e nanotecnologia, novas estruturas semicondutoras com caracterÃsticas morfolÃgicas variadas tÃm sido bastante investigadas para este tipo de aplicaÃÃo. Nesse trabalho foi obtido nanotubos de titanato de sÃdio (NTT-Na+) com composiÃÃo Na2Ti3O7, a partir do TiO2 comercial, pelo mÃtodo hidrotÃmico em meio altamente alcalino e nanotubos de titanato protonados (NTT-H+) com composiÃÃo H2Ti3O7 a partir da lavagem dos Na2Ti3O7 em soluÃÃo de HCl 0,1 mol/L para realizaÃÃo da troca iÃnica Na+ por H+. Utilizou-se, tanto os produtos Na2Ti3O7 e H2Ti3O7 quanto o material de partida TiO2 em fotoeletrodos de cÃlulas solares sensibilizadas por mesoporfirina. Para isso, algumas lÃminas de vidro para microscopia receberam a aplicaÃÃo de filmes finos de SnO2-F por meio da tÃcnica de spray pirÃlise, adquirindo propriedades condutoras. ApÃs isso, as camadas de TiO2, Na2Ti3O7 e H2Ti3O7 foram depositadas com auxÃlio de um bastÃo de vidro sobre os substratos condutores para servirem como suportes durante a aplicaÃÃo do corante. ApÃs a adsorÃÃo do corante pelas camadas as cÃlulas foram fechadas por meio de um eletrÃlito com par redox (I3-/3I-) utilizando como contra eletrodos, vidros condutores com camadas contendo carbono em suas superfÃcies. As diferentes amostras de vidros condutores apresentaram resistÃncias elÃtricas de 4,66 â 8,66 Ω/□. As camadas de TiO2, Na2Ti3O7 e H2Ti3O7 sobre as lÃminas condutores foram analisadas por diversas tÃcnicas de microscopias e apresentaram, entre outras, caracterÃsticas porosas com superfÃcies bastantes irregulares. Por fim, ao expor as trÃs cÃlulas fotovoltaicas à radiaÃÃo solar de 1258 W/m2 foram verificados corrente elÃtrica de 13 ÂA e tensÃo de 370 mV para a cÃlula com eletrodo de Na2Ti3O7, corrente de 7,6 ÂA e tensÃo de 256 mV para a cÃlula com eletrodo de H2Ti3O7, corrente de 1,1 ÂA e tensÃo de 1,6 mV para a cÃlula com eletrodo de TiO2.