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Células fotovoltaicas híbridas com nanopartículas inorgânicas: investigação da função das nanopartículas e desenvolvimento de dispositivos mais eficientes

Processo: 09/15428-0
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de janeiro de 2010
Vigência (Término): 31 de dezembro de 2011
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Inorgânica
Pesquisador responsável:Ana Flávia Nogueira
Beneficiário:Jilian Nei de Freitas
Instituição-sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
Assunto(s):Células solares   Nanopartículas   Polímeros condutores   Semicondutores

Resumo

As células solares baseadas em semicondutores orgânicos têm atingido eficiência de conversão de energia de 5-6%. Esse tipo de tecnologia apresenta a possibilidade de produção de dispositivos com diferentes formatos, sobre substratos flexíveis, além de agregar um menor custo de produção, já que os métodos de preparação são simples e requerem menos energia em comparação às células solares convencionais. Recentemente, sistemas híbridos orgânico-inorgânico foram empregados em células solares, a partir da mistura de nanopartículas inorgâncias com polímeros condutores. Essas nanopartículas podem contribuir no transporte de cargas (devido aos elevados valores de mobilidade eletrônica), além de absorverem luz na região visível, contribuindo assim para uma maior captação da energia luminosa e consequentemente, maiores valores de fotocorrente. Entretanto, um maior entendimento dos processos de geração e transporte de carga nessas células, bem como a síntese de novos materiais são essenciais para que essa tecnologia possa se tornar competitiva. A proposta deste projeto consiste no desenvolvimento de células híbridas a partir da incorporação de diferentes semicondutores inorgânicos na mistura de poli(3-hexiltiofeno) e um derivado de fulereno. Serão sintetizadas nanopartículas de ZnS dopadas, com caráter p ou n, visando investigar o mecanismo de atuação, em termos de transporte de cargas, quando as mesmas são incorporadas nas células solares. Também serão preparados e incorporados nas células híbridas nanofios de InAsP, os quais podem apresentar diferentes propriedades de absorção de acordo com a variação da composição entre os elementos III e V. Uma vez elucidado o mecanismo de atuação dessas nanopartículas, os melhores sistemas serão empregados na montagem de dispositivos com diferentes arquiteturas, principalmente do tipo Tandem (células acopladas em série), visando a obtenção de células híbridas mais eficientes. (AU)

Publicações científicas (4)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
DE FREITAS, JILIAN N.; MAUBANE, MANOKO S.; BEPETE, GEORGE; VAN OTTERLO, WILLEM A. L.; COVILLE, NEIL J.; NOGUEIRA, ANA F. Synthesis and characterization of single wall carbon nanotube-grafted poly(3-hexylthiophene) and their nanocomposites with gold nanoparticles. Synthetic Metals, v. 176, p. 55-64, JUL 15 2013. Citações Web of Science: 8.
DE CARVALHO ALVES, JOAO PAULO; DE FREITAS, JILIAN NEI; ZAMBON ATVARS, TERESA DIB; NOGUEIRA, ANA FLAVIA. Photophysical and photovoltaic properties of a polymer-fullerene system containing CdSe nanoparticles. Synthetic Metals, v. 164, p. 69-77, JAN 15 2013. Citações Web of Science: 7.
DE FREITAS, JILIAN N.; MAMO, MESSAI A.; MAUBANE, MANOKO; VAN OTTERLO, WILLEM A. L.; COVILLE, NEIL J.; NOGUEIRA, ANA FLAVIA. Nanocomposites of gold and poly(3-hexylthiophene) containing fullerene moieties: Synthesis, characterization and application in solar cells. Journal of Power Sources, v. 215, p. 99-108, OCT 1 2012. Citações Web of Science: 10.
DE FREITAS, JILIAN N.; KORALA, LASANTHA; REYNOLDS, LUKE X.; HAQUE, SAIF A.; BROCK, STEPHANIE L.; NOGUEIRA, ANA F. Connecting the (quantum) dots: towards hybrid photovoltaic devices based on chalcogenide gels. Physical Chemistry Chemical Physics, v. 14, n. 43, p. 15180-15184, 2012. Citações Web of Science: 8.

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