Banca de DEFESA: JOSE AGENOR CARVALHO JUNIOR

Uma banca de DEFESA de DOUTORADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE : JOSE AGENOR CARVALHO JUNIOR
DATA : 24/07/2024
HORA: 14:00
LOCAL: On-line
TÍTULO:

Estabilidade e Desempenho de Contraeletrodos à Base de CuS Aplicados em Células Solares Sensibilizados por Pontos Quânticos

PALAVRAS-CHAVES:

Contraeletrodo. Célula sensibilizada com Pontos Quânticos. CuS. Materiais carbonosos. Espectroscopia de Impedância Eletroquímica.

PÁGINAS: 159
RESUMO:

A diminuição da emissão de poluentes para a atmosfera, o aumento da capacidade energética e a sustentabilidade são alguns dos principais desafios para a humanidade na atualidade. A  utilização de células solares tem se tornado uma opção viável para contribuir com a transição energética, dentre as quais se destacam as células solares sensibilizadas por pontos quânticos (CSSPQs). Esse tipo de dispositivo é promissor devido às propriedades dos Pontos Quânticos (PQs) como alto coeficiente de extinção molar, espectro da absorção, possibilidade de gerar múltiplos excítons a partir de um fóton, alta fotoestabilidade, baixo custo, fácil processo de fabricação  e propriedades optoeletrônicas sendo controláveis a partir da composição e do tamanho. CSSPQs são constituídas por um fotoanodo sensibilizado por PQs, eletrólito e um contraeletrodo (CE). Até o momento, CSSPQs tem apresentado valores de eficiência de conversão de aproximadamente 16%, mas ainda baixa estabilidade, em parte devido ao desempenho dos CE utilizados. Diante desse contexto, este trabalho visou o estudo de CEs de CuS e materiais de carbono, por terem se destacado devido à sua boa atividade eletrocatalítica, suas propriedades elétricas e estabilidade das CSSPQs à base de PQs de Sulfeto de Cádmio (CdS), que foram depositados pelo método SILAR. A análise inicial avaliou a influência da temperatura e da concentração dos reagentes na produção de filmes de CuS para aplicação em CSSPQs. Dessa forma, verificou-se que a concentração dos reagentes tem um impacto maior do que a temperatura nas seguintes características do CE de CuS: morfologia, rugosidade e atividade eletrocatalítica. Partindo-se da concentração de reagentes entre 0,1 e 0,3 mol.L^-1, a concentração de 0,20 mol.L^-1 se apresentou como a melhor na  geração de sítios ativos, gerando os melhores resultados de eficiência de conversão em CSSPQs que foram construídas com os CEs sintetizados. A temperatura de síntese do CE de CuS exerceu um impacto significativo na estabilidade das CSSPQs. Verificou-se que os CEs de CuS sintetizados a 80 °C proporcionaram uma maior vida útil à célula solar do que os produzidos a 70 °C. A técnica de Espectroscopia de Impedância Eletroquímica (EIE) permitiu monitorar a degradação dos CEs e do Fotoanodo. Dessa forma, foi possível determinar os principais mecanismo de degradação que causou a instabilidade nas CSSPQs. Foram encontradas evidências de partículas de CuS no eletrólito de polissulfeto, provavelmente resultante da corrosão. Os resultados da EIE, parâmetros de eficiência e tempo médio de vida do elétron da célula solar sugerem que essas partículas de CuS possam ter passivado o fotoanodo, o que levou um aumento na densidade de corrente de curto-circuito. A segunda etapa deste trabalho envolveu a investigação dos CEs com nanocompósitos de CuS-NF (negro de fumo) e CuS-NT (nanotubos de carbono de paredes múltiplas). em que se verificou um aumento na eficiência das CSSPQs devido à diminuição da resistência da interface CE\eletrólito e ao aumento da condutividade elétrica. O CE CuS-NF apresentou maior atividade eletrolítica, enquanto o CuS-NT teve um melhor desempenho na condutividade elétrica. Dessa forma, os CEs de CuS-NF e CuS-NT apresentaram eficiências de 2,2% e 2,3% em CSSPQs, respectivamente.

MEMBROS DA BANCA:
Presidente - 1443844 - MARCO ANTONIO SCHIAVON
Interno - 1527524 - WAGNER SOUZA MACHADO
Interno - 1677150 - ARNALDO CESAR PEREIRA
Externa ao Programa - 1954071 - MARIA CRISTINA SILVA
Externo à Instituição - JOSÉ PEDRO MANSUETO SERBENA - UFPR
Externa à Instituição - ELLEN RAPHAEL - UEA