Estudo da dopagem de GO em TiO2 para aplicação em células solares de terceira geração

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Rodrigues, Matheus Freitas
Data de Publicação: 2020
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do Mackenzie
Texto Completo: http://dspace.mackenzie.br/handle/10899/26509
Resumo: Electrical energy is fundamental to the modern man’s daily life and it is carried out in many activities’ day by day. One of the techniques that man has developed to convert the energy coming from the Sun into electrical energy consists of the so-called photovoltaic solar cells. Solar energy represents a renewable source because the constant emission of solar radiation acts as a inexhaustible resource, besides being also considered a clean energy’s source, since its operation does not imply the emission of polluting products. Brazil has great potential to invest in a solar energy plan due to its extension and location near the Equator. In recent years, the cost of solar energy has fallen by about 50% in recent years and by 70% in the last decade due to the technological innovations achieved in the sector. The present work objectives are evaluating the effect of mixing the semiconductor material present in a solar cell (TiO2) with nanocomposites based on graphene oxide (GO). The GO was obtained by the modified Hummers method and it was converted to reduced graphene oxide (r-GO) by using thermal treatments carried out at different temperatures, 100°C (212°F) and 200°C (392°F), using loads of 1%, 2% and 3% by weight of material. Both the isolated materials and their mixture were characterized by using X-ray diffraction (XRD) and infrared spectroscopy. The main results show that the GO conversion into r-GO best happened at a temperature of 200 °C and with a concentration of 3% by weight of GO mixed with the TiO2 paste, due to a better removal of the oxygen groups formed together with the GO obtained, avoiding the degradation of the paste by the GO concentration. The conversion of GO to r-GO is very important because the last one shows better photovoltaic properties comparing to the first one, allowing it to reach the objectives proposed in the present work.
id UPM_a57d1ac6b75976689efe3c97cbf869e4
oai_identifier_str oai:dspace.mackenzie.br:10899/26509
network_acronym_str UPM
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do Mackenzie
repository_id_str 10277
spelling 2020-09-28T15:35:57Z2020-12-07T15:07:15Z2020-12-07T15:07:15Z2020-02-17RODRIGUES, Matheus Freitas. Estudo da dopagem de GO em TiO2 para aplicação em células solares de terceira geração. 2020. 68 f. Dissertação (Engenharia de Materiais e Nanotecnologia) - Universidade Presbiteriana Mackenzie, São Paulo.http://dspace.mackenzie.br/handle/10899/26509Electrical energy is fundamental to the modern man’s daily life and it is carried out in many activities’ day by day. One of the techniques that man has developed to convert the energy coming from the Sun into electrical energy consists of the so-called photovoltaic solar cells. Solar energy represents a renewable source because the constant emission of solar radiation acts as a inexhaustible resource, besides being also considered a clean energy’s source, since its operation does not imply the emission of polluting products. Brazil has great potential to invest in a solar energy plan due to its extension and location near the Equator. In recent years, the cost of solar energy has fallen by about 50% in recent years and by 70% in the last decade due to the technological innovations achieved in the sector. The present work objectives are evaluating the effect of mixing the semiconductor material present in a solar cell (TiO2) with nanocomposites based on graphene oxide (GO). The GO was obtained by the modified Hummers method and it was converted to reduced graphene oxide (r-GO) by using thermal treatments carried out at different temperatures, 100°C (212°F) and 200°C (392°F), using loads of 1%, 2% and 3% by weight of material. Both the isolated materials and their mixture were characterized by using X-ray diffraction (XRD) and infrared spectroscopy. The main results show that the GO conversion into r-GO best happened at a temperature of 200 °C and with a concentration of 3% by weight of GO mixed with the TiO2 paste, due to a better removal of the oxygen groups formed together with the GO obtained, avoiding the degradation of the paste by the GO concentration. The conversion of GO to r-GO is very important because the last one shows better photovoltaic properties comparing to the first one, allowing it to reach the objectives proposed in the present work.A energia elétrica é fundamental para a vida cotidiana do homem moderno e está presente em muitas atividades realizadas no dia a dia. Uma das técnicas que o homem desenvolveu para converter a energia proveniente do Sol em energia elétrica consiste nas chamadas células solares fotovoltaicas. A energia solar representa uma fonte renovável por conta de a constante emissão da radiação solar atuar como um recurso inesgotável, além de ser também considerada uma fonte de energia limpa, visto que seu funcionamento não implica na emissão de produtos poluentes. O Brasil apresenta grande potencial para investir em um plano de energia solar devido a sua extensão e localização nas proximidades da linha do Equador. Nos últimos anos, o custo da energia solar diminuiu cerca de 50% nos últimos anos e 70% na última década, devido às inovações tecnológicas alcançadas no setor. O presente trabalho tem o objetivo de avaliar o efeito da mistura com nanocompósitos a base do óxido de grafeno (GO) ao material semicondutor presente em uma célula solar (TiO2). O GO foi obtido pelo método de Hummers modificado e convertido em óxido de grafeno reduzido (r-GO) por meio de tratamentos térmicos realizados em diferentes temperaturas, 100°C e 200°C, com as cargas de 1%, 2% e 3% em peso de material. Tanto o material isolado, quanto a mistura foram caracterizados por meio de difração de raios X (DRX) e por espectroscopia de infravermelho. Os principais resultados mostram que a conversão do GO em r-GO aconteceu melhor a uma temperatura de 200°C e com concentração de 3% em peso de GO misturado à pasta de TiO2, por conta de uma melhor remoção dos grupos oxigenados formados junto com o GO obtido sem que houvesse a degradação da pasta por causa da concentração de GO. A conversão do GO para o r-GO é muito importante pois o último apresenta melhores propriedades fotovoltaicas em relação ao primeiro, permitindo que alcance os objetivos propostos no presente trabalho.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superiorapplication/pdfporUniversidade Presbiteriana MackenzieEngenharia de Materiais e NanotecnologiaUPMBrasilEscola de Engenharia Mackenzie (EE)http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessenergia solarcélulas fotovoltáicaspasta de TiO2óxido de grafeno reduzidoeficiência energéticaCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICAEstudo da dopagem de GO em TiO2 para aplicação em células solares de terceira geraçãoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisMassi, Marcoshttp://lattes.cnpq.br/1992108703603111Vatavuk, Janhttp://lattes.cnpq.br/2607688973456560Fontana, Luis Césarhttp://lattes.cnpq.br/9403290679198474http://lattes.cnpq.br/0000172911365926Rodrigues, Matheus Freitashttp://tede.mackenzie.br/jspui/bitstream/tede/4356/5/Matheus%20Freitas%20Rodrigues.pdfsolar energyphotovoltaic cellsTiO2 pastegraphene oxideenergy efficiencyreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do Mackenzieinstname:Universidade Presbiteriana Mackenzie (MACKENZIE)instacron:MACKENZIE10899/265092020-12-07 12:07:15.716Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://tede.mackenzie.br/jspui/PRI
dc.title.por.fl_str_mv Estudo da dopagem de GO em TiO2 para aplicação em células solares de terceira geração
title Estudo da dopagem de GO em TiO2 para aplicação em células solares de terceira geração
spellingShingle Estudo da dopagem de GO em TiO2 para aplicação em células solares de terceira geração
Rodrigues, Matheus Freitas
energia solar
células fotovoltáicas
pasta de TiO2
óxido de grafeno reduzido
eficiência energética
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
title_short Estudo da dopagem de GO em TiO2 para aplicação em células solares de terceira geração
title_full Estudo da dopagem de GO em TiO2 para aplicação em células solares de terceira geração
title_fullStr Estudo da dopagem de GO em TiO2 para aplicação em células solares de terceira geração
title_full_unstemmed Estudo da dopagem de GO em TiO2 para aplicação em células solares de terceira geração
title_sort Estudo da dopagem de GO em TiO2 para aplicação em células solares de terceira geração
author Rodrigues, Matheus Freitas
author_facet Rodrigues, Matheus Freitas
author_role author
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Massi, Marcos
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/1992108703603111
dc.contributor.referee1.fl_str_mv Vatavuk, Jan
dc.contributor.referee1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/2607688973456560
dc.contributor.referee2.fl_str_mv Fontana, Luis César
dc.contributor.referee2Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/9403290679198474
dc.contributor.authorLattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/0000172911365926
dc.contributor.author.fl_str_mv Rodrigues, Matheus Freitas
contributor_str_mv Massi, Marcos
Vatavuk, Jan
Fontana, Luis César
dc.subject.por.fl_str_mv energia solar
células fotovoltáicas
pasta de TiO2
óxido de grafeno reduzido
eficiência energética
topic energia solar
células fotovoltáicas
pasta de TiO2
óxido de grafeno reduzido
eficiência energética
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
dc.subject.cnpq.fl_str_mv CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
description Electrical energy is fundamental to the modern man’s daily life and it is carried out in many activities’ day by day. One of the techniques that man has developed to convert the energy coming from the Sun into electrical energy consists of the so-called photovoltaic solar cells. Solar energy represents a renewable source because the constant emission of solar radiation acts as a inexhaustible resource, besides being also considered a clean energy’s source, since its operation does not imply the emission of polluting products. Brazil has great potential to invest in a solar energy plan due to its extension and location near the Equator. In recent years, the cost of solar energy has fallen by about 50% in recent years and by 70% in the last decade due to the technological innovations achieved in the sector. The present work objectives are evaluating the effect of mixing the semiconductor material present in a solar cell (TiO2) with nanocomposites based on graphene oxide (GO). The GO was obtained by the modified Hummers method and it was converted to reduced graphene oxide (r-GO) by using thermal treatments carried out at different temperatures, 100°C (212°F) and 200°C (392°F), using loads of 1%, 2% and 3% by weight of material. Both the isolated materials and their mixture were characterized by using X-ray diffraction (XRD) and infrared spectroscopy. The main results show that the GO conversion into r-GO best happened at a temperature of 200 °C and with a concentration of 3% by weight of GO mixed with the TiO2 paste, due to a better removal of the oxygen groups formed together with the GO obtained, avoiding the degradation of the paste by the GO concentration. The conversion of GO to r-GO is very important because the last one shows better photovoltaic properties comparing to the first one, allowing it to reach the objectives proposed in the present work.
publishDate 2020
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2020-09-28T15:35:57Z
2020-12-07T15:07:15Z
dc.date.available.fl_str_mv 2020-12-07T15:07:15Z
dc.date.issued.fl_str_mv 2020-02-17
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv RODRIGUES, Matheus Freitas. Estudo da dopagem de GO em TiO2 para aplicação em células solares de terceira geração. 2020. 68 f. Dissertação (Engenharia de Materiais e Nanotecnologia) - Universidade Presbiteriana Mackenzie, São Paulo.
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://dspace.mackenzie.br/handle/10899/26509
identifier_str_mv RODRIGUES, Matheus Freitas. Estudo da dopagem de GO em TiO2 para aplicação em células solares de terceira geração. 2020. 68 f. Dissertação (Engenharia de Materiais e Nanotecnologia) - Universidade Presbiteriana Mackenzie, São Paulo.
url http://dspace.mackenzie.br/handle/10899/26509
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Presbiteriana Mackenzie
dc.publisher.program.fl_str_mv Engenharia de Materiais e Nanotecnologia
dc.publisher.initials.fl_str_mv UPM
dc.publisher.country.fl_str_mv Brasil
dc.publisher.department.fl_str_mv Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
publisher.none.fl_str_mv Universidade Presbiteriana Mackenzie
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do Mackenzie
instname:Universidade Presbiteriana Mackenzie (MACKENZIE)
instacron:MACKENZIE
instname_str Universidade Presbiteriana Mackenzie (MACKENZIE)
instacron_str MACKENZIE
institution MACKENZIE
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do Mackenzie
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do Mackenzie
repository.name.fl_str_mv
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1757177246568677376