Células solares utilizando substratos flexíveis baseados em celulose

Autor(es)

Saionara Vilhegas Costa

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: Campinas, SP.
• Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de Química
• Data de defesa: 2016-09-16

Membros da banca

Ana Flávia Nogueira; Carlos Frederico de Oliveira Graeff; Maria do Carmo Gonçalves; Lucimara Stolz Roman; Juliano Alves Bonacin

• Orientador: Ana Flávia Nogueira

Resumo

A utilização de substratos de celulose em dispositivos eletrônicos apresenta diversas vantagens, como o baixo custo, facilidade de reciclagem, a flexibilidade, o baixo peso e a compatibilidade com processos de impressão. Neste contexto, este trabalho teve como objetivos principais a utilização do papel e materiais celulósicos como substratos no crescimento de micro e nanoestruturas de óxidos de zinco e nos eletrodos de células solares de terceira geração. A primeira etapa consistiu no estudo e caracterização de diferentes tipos de papel, comercialmente disponíveis e celulose bacteriana, visando seu uso como substrato. Posteriormente, foi realizado o crescimento de micro e nanoestruturas de ZnO por síntese hidrotérmica e por precipitação química. Em cada tipo de substrato foi investigado qual o melhor método para a deposição homogênea da camada de nucleação que favoreceria o posterior crescimento das micro e nanoestruturas de ZnO. Em seguida, também foi investigado qual o melhor método para o crescimento do filme de ZnO para cada tipo de substrato celulósico. Na segunda etapa do trabalho foram crescidas micro e nanoestruturas de ZnO por precipitação química sobre o papel reciclado de alumínio (PRA) e estas foram utilizadas como fotoeletrodos em DSSC. Na terceira etapa foram sintetizados substratos celulósicos a partir de soluções aquosas de nanocristais (NCC) e nanofibras de celulose (NFC). Os substratos de nanocelulose foram utilizados como fotoeletrodos em células solares orgânicas invertidas na configuração nanocelulose/Ag/ZnO:Al/PFDTBTP:PC70BM /MoO3/ Ag. Os substratos NCC e NFC foram comparados quanto às suas características estruturais e influência na posterior utilização nas células invertidas. Os filmes de NCC apresentaram melhores resultados nas células orgânicas, com eficiência de conversão em torno de 1-1,5% por serem filmes com menor rugosidade, com melhor espalhamento dos cristais ao longo do filme, cristalinidade e uniformidade conforme dados obtidos por AFM, FEG-SEM e DRX. Além disso, a adição de um filme de polietilenoimina permitiu uma maior reprodutiblidade destas células, pois atuou como camada transportadora de elétrons (CTE) (AU)

• Processo FAPESP: 12/12133-2 - CÉLULAS SOLARES A PARTIR DE NANOESTRUTURAS ORIENTADAS DE ZnO CRESCIDAS SOBRE SUBSTRATO DE PAPEL.
• Beneficiário: Saionara Vilhegas Costa
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado