Author(s): Correia, Gil Alexandre Natário
Date: 2014
Persistent ID: http://hdl.handle.net/10451/15793
Origin: Repositório da Universidade de Lisboa
Subject(s): Células solares sensibilizadas por corante; Dióxido de titânio; Filme semicondutor; Caraterização; Teses de mestrado - 2014
Tese de mestrado integrado em Engenharia da Energia e do Ambiente, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2014
Neste trabalho foi estudada a produção de DSSC utilizando diferentes fontes de dióxido de titânio para o filme semicondutor. Foi utilizada uma pasta comercial para validação do método de produção das células, uma pasta caseira feita a partir de partículas de síntese via hidrotermal, e uma pasta tendo como fonte de TiO2 o P25 (AEROXIDE TiO2 P25). A receita da pasta foi otimizada, procurando-se a melhor relação mássica entre o dióxido de titânio e o solvente (etilenoglicol). Esta otimização foi feita apenas para a pasta caseira, na pasta com P25 foi utilizada a relação mássica que produziu melhores resultados para a pasta caseira. O filme semicondutor produzido com cada pasta foi caraterizado através de perfilometria, difração de raio-x e microscopia eletrónica de varrimento. A caraterização elétrica das células foi feita através da análise da curva tensão-corrente, da eficiência quântica externa e da espetroscopia de impedância. Foi encontrada uma relação linear entre a percentagem mássica de dióxido de titânio na pasta semicondutora e espessura do filme produzido. A percentagem ideal de massa de TiO2 encontrada foi de aproximadamente 14%. Os resultados indicam que o objetivo de obter células a partir da pasta caseira foi bem-sucedido, obtendo-se resultados semelhantes aos produzidos com a pasta comercial. Embora com pequenas diferenças que caraterizam cada uma das células formadas, os resultados foram na globalidade semelhantes para as células feitas com as três pastas semicondutoras. As eficiências obtidas para a melhor célula produzida com cada pasta foram de 4,3%, 4,6% e 5,2% respetivamente para as células feitas com pasta comercial, caseira e de P25.
The production of DSSCs employing three different sources of TiO2 was studied: a commercial paste was used to validate the production of the cells, a home-made paste prepared via a hydrothermal synthesis of TiO2 particles, and a paste prepared using commercially available TiO2 particles (AEROXIDE TiO2 P25). The pastes were optimized by finding the best relation between the TiO2 mass and solvent (ethylene glycol). This optimization was only sought after for the home-made paste. For the P25 paste the mass-ratio employed was that found to be best for the home-made paste. The resultant semiconducting films prepared from the pastes were characterized via surface profilometry, x-ray diffraction and scanning electron microscopy. The solar cells produced employing the differing films were characterized by measuring the current-voltage curves, quantum efficiency and impedance spectroscopy. A linear relationship was found between the % mass of TiO2 in the paste and the thickness of the resultant. The most efficient cells were found when the mass percentage was approximately 14%. The results indicate that the aim of obtaining cells from the home-made paste were successful, when compared to the commercial paste. Although there were small differences between the different types of cells, globally the results demonstrate that they were similar. The best efficiencies obtained for each type of cell were 4.3%, 4.6% and 5.2% for cells produced employing the commercial, home-made and P25 pastes respectively.
