Publicação

Células solares sensibilizadas por novos corantes derivados de cumarinas

Detalhes bibliográficos
Resumo:	O trabalho apresentado nesta tese visa a compreensão dos mecanismos que governam o funcionamento de uma célula solar sensibilizada por dois novos corantes derivados de cumarinas, C1-LEN e C2-LEN. O comportamento dos corantes, em filmes de TiO2 mesoporosos, foi comparado com o corante padrão N719. As propriedades das células solares foram analisadas por microscopia eletrónica de varrimento, eficiência quântica, curva de corrente em função da tensão e espectroscopia de impedância eletroquímica. A eficiência, em condições AM1.5, das melhores células sensibilizadas com os corantes N719, C1-LEN e C2,LEN foi de 3,2%, 2,2% e 0,06% respetivamente. A corrente gerada pela célula sensibilizada com o corante C1-LEN é comparável com a da célula sensibilizada com o N719, (6mA/cm2). Contudo, a tensão em circuito aberto é cerca de 200mV inferior, sugerindo que a posição da banda de condução do TiO2 é mais positiva. O desempenho das células sensibilizadas com o corante C2-LEN é inferior devido à densidade de corrente de curto-circuito (0,3mA/cm2) e à tensão em circuito aberto (400mV). Os filmes sensibilizados com os corantes C1-LEN e C2-LEN possuem elevada resistência à recombinação interfacial, sugerindo que maior passivação e grau de cobertura da superfície previnem a recombinação interfacial. Apesar disso, a eficiência das células sensibilizadas com o corante C2-LEN é muito inferior ao das células sensibilizadas com os corantes C1-LEN e N719. O que sugere que a eficiência nestas células não está limitada pelo número reduzido de portadores transportados ou pela elevada recombinação na interface, mas sim pela fraca injeção de eletrões do nível LUMO do corante para a banda de condução do TiO2. Isto também está de acordo com os cálculos TDFDT, uma vez que a densidade eletrónica do nível LUMO do corante C2-LEN está mais afastada do grupo de ancoragem, comparativamente ao corante C1-LEN.
Autores principais:	Sequeira, Sara Isabel Holbeche
Assunto:	DSC Cumarinas EIS Curva-IV Mecanismos de transporte e recombinação Teses de mestrado - 2012
Ano:	2012
País:	Portugal
Tipo de documento:	dissertação de mestrado
Tipo de acesso:	acesso aberto
Instituição associada:	Universidade de Lisboa
Idioma:	português
Origem:	Repositório da Universidade de Lisboa

Descrição
Resumo:	O trabalho apresentado nesta tese visa a compreensão dos mecanismos que governam o funcionamento de uma célula solar sensibilizada por dois novos corantes derivados de cumarinas, C1-LEN e C2-LEN. O comportamento dos corantes, em filmes de TiO2 mesoporosos, foi comparado com o corante padrão N719. As propriedades das células solares foram analisadas por microscopia eletrónica de varrimento, eficiência quântica, curva de corrente em função da tensão e espectroscopia de impedância eletroquímica. A eficiência, em condições AM1.5, das melhores células sensibilizadas com os corantes N719, C1-LEN e C2,LEN foi de 3,2%, 2,2% e 0,06% respetivamente. A corrente gerada pela célula sensibilizada com o corante C1-LEN é comparável com a da célula sensibilizada com o N719, (6mA/cm2). Contudo, a tensão em circuito aberto é cerca de 200mV inferior, sugerindo que a posição da banda de condução do TiO2 é mais positiva. O desempenho das células sensibilizadas com o corante C2-LEN é inferior devido à densidade de corrente de curto-circuito (0,3mA/cm2) e à tensão em circuito aberto (400mV). Os filmes sensibilizados com os corantes C1-LEN e C2-LEN possuem elevada resistência à recombinação interfacial, sugerindo que maior passivação e grau de cobertura da superfície previnem a recombinação interfacial. Apesar disso, a eficiência das células sensibilizadas com o corante C2-LEN é muito inferior ao das células sensibilizadas com os corantes C1-LEN e N719. O que sugere que a eficiência nestas células não está limitada pelo número reduzido de portadores transportados ou pela elevada recombinação na interface, mas sim pela fraca injeção de eletrões do nível LUMO do corante para a banda de condução do TiO2. Isto também está de acordo com os cálculos TDFDT, uma vez que a densidade eletrónica do nível LUMO do corante C2-LEN está mais afastada do grupo de ancoragem, comparativamente ao corante C1-LEN.