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Células solares híbridas e fotoeletroquímicas baseadas em nanopartículas e nanorods de ZnO e ZnO:Ga

Processo: 08/51001-9
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de agosto de 2008
Vigência (Término): 31 de julho de 2009
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Inorgânica
Pesquisador responsável:Ana Flávia Nogueira
Beneficiário:Agnaldo de Souza Gonçalves
Instituição-sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
Assunto(s):Células solares   Fotoeletroquímica   Nanopartículas   Nanofios   Materiais nanoestruturados   Óxido de zinco   Gálio

Resumo

Os aumentos no preço de combustíveis fósseis anunciados recentemente e a previsão de um novo racionamento energético no Brasil para 2012 enfatizam a necessidade da busca de formas alternativas de geração de energia. Atualmente existem algumas alternativas interessantes para a conversão de energia solar em eletricidade, tais como as Células Solares Sensibilizadas por Corante (DSSC) e as Células Solares Híbridas de heterojunção (HSC). Os dispositivos DSSC apresentam eficiência de até 11% sob iluminação de 100 mWcm-2 e já estão disponíveis comercialmente. As células HSC têm atraído grande atenção por serem dispositivos de baixo custo e por envolver um processo de fabricação facilmente adaptado em grande escala. Um dos grandes desafios para se aumentar o desempenho destes dispositivos se refere a melhores propriedades de transporte eletrônico. Nas células DSSC, o transporte eletrônico se torna mais rápido ao se utilizar nanorods de ZnO, pois proporcionam um fluxo eletrônico direcionado. Com o objetivo de compensar a menor área superficial de filmes de nanorods comparando-se ao análogo formado por nanopartículas, nanorods de ZnO dopado com gálio (ZnO:Ga) serão utilizados como eletrodo de trabalho. Já no caso das células HSC, há necessidade de se estabelecer um balanço entre a mobilidade de elétrons e buracos. Assim, o uso de nanopartículas de ZnO:Ga 1, 3 e 5% deve proporcionar as propriedades de transporte eletrônico adequadas para o aumento da eficiência na conversão de energia. A síntese de nanorods de ZnO:Ga 1, 3 e 5% será realizada adaptando-se procedimentos descritos na literatura para obtenção de nanorods de ZnO. A síntese de nanopartículas de ZnO e ZnO:Ga 1, 3 e 5% também será feita adaptando-se um procedimento descrito na literatura para síntese de nanopartículas de ZnO. Os filmes de nanorods e as nanopartículas serão caracterizados por XRD, SEM, HR-TEM e espectroscopia de luminescência, sendo posteriormente aplicados como foto eletrodos em células DSSC e como heterojunção dispersa em dispositivos HSC, respectivamente. (AU)

Publicações científicas (7)
(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)
BENEDETTI, JOO E.; FREITAS, FLAVIO S.; FERNANDES, FELIPE C.; GONCALVES, AGNALDO S.; MAGALHES, ALVICLER; NOGUEIRA, ANA F. Investigation of the structural properties of poly(ethylene oxide) copolymer as gel polymer electrolyte and durability test in dye-sensitized solar cells. IONICS, v. 21, n. 6, p. 1771-1780, JUN 2015. Citações Web of Science: 10.
DE MORAIS, ANDREIA; LOIOLA, LIVIA M. D.; BENEDETTI, JOAO E.; GONCALVES, AGNALDO S.; AVELLANEDA, CESAR A. O.; CLERICI, JOAO H.; COTTA, MONICA A.; NOGUEIRA, ANA F. Enhancing in the performance of dye-sensitized solar cells by the incorporation of functionalized multi-walled carbon nanotubes into TiO2 films: The role of MWCNT addition. JOURNAL OF PHOTOCHEMISTRY AND PHOTOBIOLOGY A-CHEMISTRY, v. 251, p. 78-84, JAN 1 2013. Citações Web of Science: 23.
BENEDETTI, JOAO E.; CORREA, ALINE A.; CARMELLO, MAYARA; ALMEIDA, LUIZ C. P.; GONCALVES, AGNALDO S.; NOGUEIRA, ANA F. Cross-linked gel polymer electrolyte containing multi-wall carbon nanotubes for application in dye-sensitized solar cells. Journal of Power Sources, v. 208, p. 263-270, JUN 15 2012. Citações Web of Science: 47.
WHITE, RYAN C.; BENEDETTI, JOAO E.; GONCALVES, AGNALDO D.; ROMAO, WANDERSON; VAZ, BONIEK G.; EBERLIN, MARCOS N.; CORREIA, CARLOS R. D.; DE PAOLI, MARCO A.; NOGUEIRA, ANA F. Synthesis, characterization and introduction of a new ion-coordinating ruthenium sensitizer dye in quasi-solid state TiO2 solar cells. JOURNAL OF PHOTOCHEMISTRY AND PHOTOBIOLOGY A-CHEMISTRY, v. 222, n. 1, p. 185-191, JUL 5 2011. Citações Web of Science: 10.
GONCALVES, AGNALDO DE SOUZA; DAVOLOS, MARIAN R.; NOGUEIRA, ANA FLAVIA. Efficient Dye-Sensitized Solar Cells Based on the Combination of ZnO Nanorods and Microflowers. Journal of Nanoscience and Nanotechnology, v. 10, n. 10, p. 6432-6438, OCT 2010. Citações Web of Science: 6.
BENEDETTI, JOAO E.; GONCALVES, AGNALDO D.; FORMIGA, ANDRE L. B.; DE PAOLI, MARCO-A.; LI, X.; DURRANT, JAMES R.; NOGUEIRA, ANA F. A polymer gel electrolyte composed of a poly(ethylene oxide) copolymer and the influence of its composition on the dynamics and performance of dye-sensitized solar cells. Journal of Power Sources, v. 195, n. 4, SI, p. 1246-1255, FEB 15 2010. Citações Web of Science: 70.
AVELLANEDA‚ C.O.; GONÇALVES‚ A.D.; BENEDETTI‚ J.E.; NOGUEIRA‚ A.F. Preparation and characterization of core-shell electrodes for application in gel electrolyte-based dye-sensitized solar cells. Electrochimica Acta, v. 55, n. 4, p. 1468-1474, 2010.

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