Obtenção e caracterização de filmes finos do semicondutor ternário sulfeto de antimônio e estanho, TAS (T=estanho,A=antimônio e S=enxofre), para aplicação em células fotovoltaicas

Resumo

A crescente disponibilidade das fontes energéticas a base de material fóssil bem como os inúmeros problemas ambientais resultante do uso excessivo desses combustíveis, tem motivado a busca de formas alternativas de obtenção de energia. O sol se mostra como a principal fonte de energia natural a se explorada devido ser uma fonte de energia limpa, renovável e inesgotável; sendo assim, esta energia pode ser captada por intermédio de dispositivos fotovoltaicos que a convertem em energia elétrica. As tecnologias empregadas até o momento para o preparo de materiais semicondutores para esta aplicação requer excessivas quantidade de energia de processamento ou utiliza materiais pouco abundantes ou tóxicos. Em razão disso, pesquisas vêm desenvolvendo métodos alternativos para o processamento dos materiais semicondutores. Dentre os diversos métodos em estudo, a eletrodeposição se destaca por ser uma técnica simples, econômica, viável, fácil de implementar em larga escala e capaz de produzir filmes semicondutores de boa qualidade. Neste contexto, faz-se necessário entender o processo de eletrodeposição de filmes semicondutores, de modo a obter nanoestruturas que melhorem ou somem novas propriedades optoeletrônicas aos filmes. Levando em consideração os aspectos mencionados, este trabalho tem como objetivo a obtenção de filmes finos de sulfeto de antimônio e estanho, TAS, por eletrodeposição em diferentes substratos. Os filmes serão obtidos por codeposição bem como por eletrodeposição de multicamadas dos elementos. Em razão do número de variáveis envolvidas no processo de eletrodeposição, será empregado um planejamento experimental para determinar as condições ótimas de síntese dos filmes de TAS. Os filmes obtidos serão caracterizados por técnicas físicas como difração de raios X, microscopia eletrônica de varredura, análise dispersiva de raios X, microscopia de força atômica, espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X e espectroscopia Raman. As propriedades optoeletrônicas serão investigadas por espectroscopia de absorção na região do UV-vis, fotoeletroquímica e espectroscopia de impedância eletroquímica. Na etapa final do projeto, serão selecionados alguns filmes para montar um dispositivo fotovoltaico e avaliar a eficiência de conversão energética. Esta etapa do trabalho será desenvolvida em um estágio de doutorado sanduiche de um ano nos Estados Unidos.