Obtenção e caracterização de filmes finos de calcogenetos do tipo MBS (M = Ag ou Cu; B = In, Ga, Sb ou Tl; e S = S ou Se ) para aplicação em células fotovoltaicas

Resumo

O setor de produção de energia a partir de células solares é um dos que mais cresce, com taxa de crescimento bem superior a 40% ao ano. A participação de módulos solares de filmes finos nesse setor vem crescendo continuamente, aumentando a quota de mercado de 6% em 2005, para 16-20% em 2009. Nesse âmbito, os materiais da família das calcopiritas e outros calcogenetos têm apresentado a mais alta eficiência para células solares em escala de laboratório e industrial. Desta forma, neste projeto é proposto a obtenção de filmes finos de calcogenetos do tipo MBS (M = Ag ou Cu; B = In, Ga, Sb ou Tl; and S = S ou Se) por eletrodeposição sobre diferentes substratos. Os filmes serão obtidos por codeposição e por eletrodeposição de multicamadas dos elementos puros. Devido ao grande número de variáveis no processo de eletrodeposição, como: temperatura, composição do banho, técnica de deposição, bem como o tipo de filme ternário, será realizado um planejamento experimental para se avaliar a influência destes parâmetros nas propriedades optoeletrônicas dos filmes obtidos. Os filmes serão caracterizados por técnicas físicas como microscopia eletrônica de varredura, analise dispersiva de raios-X, difração de raios-X, espectroscopia Raman, espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios-X. As propriedades optoeletrônicas serão avaliadas por espectroscopia de absorção UV-vis, fotoeletroquímica e espectroscopia de impedância eletroquímica. Os filmes serão tratados termicamente para melhorar a cristalinidade dos mesmos. Na etapa final do trabalho, quando todas as condições de eletrodeposição estiverem otimizadas e os filmes caracterizados, serão escolhidos alguns destes filmes para se montar um dispositivo fotovoltaico de pequena área para se avaliar a eficiência de conversão de energia. Esta etapa do trabalho será realizada em um estágio de doutorado sanduíche de um ano no Canadá ou nos E.U.A.