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dc.creatorBarcellos, Lucas Luís Bergonsi
dc.date.accessioned2024-05-13T12:16:24Z
dc.date.available2024-05-10
dc.date.available2024-05-13T12:16:24Z
dc.date.issued2022-08-31
dc.identifier.citationBARCELLOS, Lucas Luís Bergonsi. Camadas de bloqueio de PTFE construídas por evaporação térmica. Orientador: Pedro Lovato Gomes Jardim. 2022. 111 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Programa de Pós-Graduação em Física, Departamento de Física, Instituto de Física e Matemática, Universidade Federal de Pelotas, Pelotas, 2022.pt_BR
dc.identifier.urihttp://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/handle/prefix/12965
dc.description.abstractThis work focuses on the construction of blocking layers, built by thermal evap oration, for application in dye-sensitized solar cells. For that, we carried out the assembly and instrumentation of a thermal evaporator for the deposition of these layers, validating its functionality, producing and characterizing the samples produced. Thin films of polytetrafluoroethylene (PTFE) deposited on a common glass substrate were produced. The heat treatment of the deposited films was optimized and it was found that the best method was the hot plate at a constant temperature of 240°C, showing excellent adhesion. These films were characterized by UV-Vis spectroscopy, mechanical profilometry, optical profilometry and ellipsometry. Ellipsometry showed inconclusive results due to high roughness which generated light scattering, making the theoretical adjustment impossible. The mechanical profilometry, due to the low vertical resolution, made it impossible to measure the thickness of the films, as well as the accurate measurement of the roughness. Optical profilometry allowed the resolution of the profile of the structures present on the surface of the films, as well as the quantification of thickness and roughness for different deposition rates. The transmittance of these films, obtained by UV-VIS spectroscopy measurements, show an increase in value for a wide spectrum of wavelengths for different deposition config urations. In addition to the anti-reflection effect generated by the PTFE deposition, the results suggest the presence of luminescence in the films, something already recorded in the literature. The luminescence, by hypothesis, would be generated by the hy bridization of the carbon orbitals due to temperature during the deposition and drying process. PTFE films deposited via thermal evaporation are promising for application as a blocking layer for Dye-Sensited Solar Cells (DSSCs), due to the gain in light intensity that can lead to an increase in efficiency, as well as for any other applications that need to gain light intensity.In addition to the characterizations for application as a blocking layer, we verified the use of these films as a protective coating on silicon-based solar cells, where we did not obtain a significant gain or loss of efficiency in energy conversion, indicating multifunctional applications, such as self-cleaning and anti-corrosion protection. Ceramic powders of zinc oxide and titanium dioxide were synthesized for the construction of DSSCs, which in turn were characterized by X-ray diffractometry, which corroborated the success of the synthesis. It is intended, in the future, to build DSSCs using blocking layers with different topographies. The cells will be constructed in a standard way using Fluorine-doped Tin Oxide (FTO) substrates, using the prepared ceramic powders and depositing them via casting, using ruthenium for sensitization and the iodide/triodide pair as a redox pair. The final objective would be to test these solar cells against a solar simulator, using a potentiostat, in order to verify the existence of an efficiency gain in energy conversion.pt_BR
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESpt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Pelotaspt_BR
dc.rightsOpenAccesspt_BR
dc.subjectCamadas de bloqueiopt_BR
dc.subjectDSSCpt_BR
dc.subjectDeposição física de vaporpt_BR
dc.subjectPTFEpt_BR
dc.subjectBlocking layerspt_BR
dc.subjectPhysical vapor depositionpt_BR
dc.titleCamadas de bloqueio de PTFE construídas por evaporação térmicapt_BR
dc.title.alternativePTFE Blocking layers built by thermal evaporationpt_BR
dc.typemasterThesispt_BR
dc.description.resumoEste trabalho tem como foco a construção de camadas de bloqueio, construídas por evaporação térmica, para aplicação em células sensibilizadas por corantes. Para tanto, efetuamos a montagem e instrumentação de uma evaporadora térmica para a deposição destas camadas, validando suas funcionalidades, produzindo e caracteri zando as amostras produzidas. Foram depositados filmes finos de politetrafluoretileno (PTFE) sobre substratos de vidro comum. O tratamento térmico dos filmes depo sitados foi otimizado e verificou-se que, o melhor método foi o de chapa quente à temperatura constante de 240°C, apresentando excelente adesão. Estes filmes fo ram caracterizados por espectroscopia UV-Vis, perfilometria mecânica, perfilometrica óptica e elipsometria. A elipsometria apresentou resultados inconclusivos devido à alta rugosidade que gerou espalhamento de luz impossibilitando o ajuste teórico. A perfilometria mecânica, devido à baixa resolução vertical, impossibilitou a aferição da espessura dos filmes, bem como a aferição precisa da rugosidade. A perfilometria óptica permitiu a resolução do perfil das estruturas presentes na superfície dos filmes, assim como a quantificação da espessura e rugosidade para taxas de deposição vari adas. A transmitância destes filmes, obtida pelas medidas de espectroscopia UV-VIS, mostram um aumento de valor para um amplo espectro de comprimentos de onda para diversas configuração de deposição. Além do efeito de antireflexão gerado pela depo sição do PTFE, os resultados sugerem a presença de luminescência nos filmes, algo já registrado na literatura. A luminescência, por hipótese, seria gerada pela hibridiza ção dos orbitais do carbono devido a temperatura durante o processo de deposição e secagem. Os filmes de PTFE depositados via evaporação térmica mostram-se promis sores para aplicação como camada de bloqueio para Dye-Sensitezed Solar Cells (DS SCs), devido ao ganho de intensidade luminosa que pode acarretar em um aumento de eficiência, bem como para quaisquer outras aplicações que necessitem de ganho de intensidade luminosa. Além das caracterizações para aplicação como camada de bloqueio, verificamos o uso destes filmes como revestimento protetivo em células sola res a base de silício, onde não obtivemos ganho, significativo, nem perda de eficiência na conversão energética, indicando aplicações multifuncionais, como autolimpeza e proteção anticorrosiva. Para a construção das DSSCs foram sintetizados pós cerâmi cos de óxido de zinco e dióxido de titânio, que por sua vez foram caracterizados por difratometria de raio-x, que corroboraram o sucesso da síntese. Pretende-se, futura mente, construir DSSCs utilizando camadas de bloqueio com topografias distintas. As células serão construídas de modo padrão utilizando-se substratos de Fluorine-doped Tin Oxide (FTO), usando os pós cerâmicos confeccionados e os depositando via cas ting, usando rutênio para a sensibilização e o par iodeto/triodeto como par redox. O objetivo final seria testar estas células solares frente a um simulador solar, utilizando um potenciostato, a fim de aferir a existência de ganho de eficiência na conversão energética.pt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Físicapt_BR
dc.publisher.initialsUFPelpt_BR
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRApt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.rights.licenseCC BY-NC-SApt_BR
dc.contributor.advisor1Jardim, Pedro Lovato Gomes
dc.subject.cnpq1FISICApt_BR


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