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dc.creatorGoetzke, Vitor
dc.date.accessioned2024-04-24T22:24:01Z
dc.date.available2024-04-22
dc.date.available2024-04-24T22:24:01Z
dc.date.issued2022-12-20
dc.identifier.citationGOETZKE, Vitor. Análise estatística de processos para a otimização de fotoeletrodos aplicados em células solares sensibilizadas por corante. 2022. 99 f. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Programa de Pós-Graduação em Ciências e Engenharia de Materiais, Centro de Desenvolvimento Tecnológico, Universidade Federal de Pelotas, Pelotas, 2022.pt_BR
dc.identifier.urihttp://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/handle/prefix/12835
dc.description.abstractPhotovoltaic solar energy is an option to supply the growing consumption of electricity, with low environmental impact. Dye-sensitized solar cells are among the alternatives studied by the researchers, due to their ease and low manufacturing cost. The development of this technology depends on improving the performance of these devices, making studies with the objective of investigating the operation and proposing improvements very important. Implementing a 2 3 Factor analysis, it was possible to analyze modifications of three parameters of the photoelectrode simultaneously. The statistical analysis showed that the change in the composition of the film, mixing two different semiconductor compounds, was relevant, resulting in an increase of 93.12% in the value of the short-circuit current density and an increase of 28.71% in the circuit voltage open. The results of electronic microscopy show that a more uniform layer was obtained in photoelectrodes made with two semiconductors, expanding their surface area. Also, the reproducibility of the thickness of the films on the photoelectrodes was analyzed, using the blade coating technique. The coefficient of variation of thicknesses can be reduced by controlling the speed and force at the time of deposition of the semiconductor layer. In order to control the force and speed, an automated equipment for film deposition was built, with adjustment of these variables, allowing this study to be carried out. Thickness measurements, made with a profilometer, reveal less variability in films manufactured by applying a lower speed and a higher force intensity. Photoelectrodes constructed with greater thickness also presented low standard deviation values, indicating good reproducibility. Photovoltaic tests show the importance of controlling the thickness of the photoelectrode layers, where the best results were obtained in films of 9.91 ± 0.154 μm, resulting in an efficiency of 4.06%.pt_BR
dc.description.sponsorshipSem bolsapt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Pelotaspt_BR
dc.rightsOpenAccesspt_BR
dc.subjectCélulas solares sensibilizadas por corantept_BR
dc.subjectFotoeletrodospt_BR
dc.subjectCamada semicondutorapt_BR
dc.subjectDye-sensitized solar cellspt_BR
dc.subjectPhotoelectrodespt_BR
dc.subjectsemiconductor layerpt_BR
dc.titleAnálise estatística de processos para a otimização de fotoeletrodos aplicados em células solares sensibilizadas por corantept_BR
dc.title.alternativeStatistical analysis of processes for optimizing photoelectrodes applied in dye-sensitized solar cellspt_BR
dc.typedoctoralThesispt_BR
dc.contributor.advisor-co1Gularte, Luciano Timm
dc.description.resumoA energia solar fotovoltaica é uma opção para suprir o consumo crescente de energia elétrica, com baixo impacto ambiental. As células solares sensibilizadas por corante estão entre as alternativas estudas por pesquisadores, devido à facilidade e baixo custo de fabricação. O desenvolvimento desta tecnologia depende de aprimoramento do desempenho destes dispositivos, tornando muito importante os estudos com objetivo de investigar o funcionamento e propor melhorias. Os estudos deste trabalho estão voltados para o fotoeletrodo das células solares sensibilizadas por corante. Implementando uma análise Fatorial 2 3 , foi possível analisar modificações de três parâmetros do fotoeletrodo simultaneamente. A análise estatística apontou que a modificação na composição do filme, misturando dois compostos semicondutores distintos, foi relevante, resultando num aumento de 93,12% no valor da densidade de corrente de curto circuito e um acréscimo de 28,71% na tensão de circuito aberto. Resultados de microscopia eletrônica mostram a obtenção de uma camada mais uniforme nos fotoeletrodos elaborados com dois semicondutores, ampliando a sua área superficial. Também, analisou-se a reprodutibilidade das espessuras dos filmes nos fotoeletrodos, utilizando a técnica blade coating. Pode-se diminuir o coeficiente de variação das espessuras controlando a velocidade e a força no momento da deposição da camada semicondutora. Para realizar o controle da força e velocidade, foi construído um equipamento automatizado para deposição de filmes, com ajuste destas variáveis, permitindo a realização deste estudo. As medidas de espessura, feitas utilizando um perfilômetro, revelam uma menor variabilidade nos filmes fabricados aplicando uma menor velocidade e uma intensidade de força maior. Os fotoeletrodos construídos com espessuras maiores, também tiveram valores de desvio padrão baixos, indicando uma boa reprodutibilidade. Testes fotovoltaicos mostram a importância do controle a espessura das camadas dos fotoeletrodos, onde os melhores resultados foram obtidos em filmes de 9,91 ± 0,154 μm, resultando numa eficiência de 4,06%.pt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiaispt_BR
dc.publisher.initialsUFPelpt_BR
dc.subject.cnpqENGENHARIASpt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.rights.licenseCC BY-NC-SApt_BR
dc.contributor.advisor1Raubach, Cristiane Wienke
dc.subject.cnpq1ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICApt_BR


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