dc.creator | Pedra, Thiago Kurz | |
dc.date.accessioned | 2025-01-08T22:10:02Z | |
dc.date.available | 2025-01-08 | |
dc.date.available | 2025-01-08T22:10:02Z | |
dc.date.issued | 2024-10-30 | |
dc.identifier.citation | PEDRA, Thiago Kurz. Inserção de óxido de grafeno em fotoeletrodos de ZnS crescidos sobre ZnO. 2024. 71 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Instituto de Física e Matemática, Universidade Federal de Pelotas, Pelotas, 2024. | pt_BR |
dc.identifier.uri | http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/handle/prefix/14790 | |
dc.description.abstract | The use of non-renewable energy sources has caused several impacts on the
environment, and for the world to develop healthily and sustainably, the use of
renewable energy is necessary. Solar energy is a clean energy that has been standing
out and getting more space, mainly due to its easy applicability and the new
technologies that are emerging. Thus, the objective of this study is improve the
efficiency of a dye-sensitized solar cell (DSSC) of the ZnO/ZnS through the
incorporation of graphene oxide in the structural matrix, improving electron conductivity
and dye adsorption on the surface of the material, to minimize the recombination
process. For this, ZnO/ZnS was synthesized by the micro-wave assisted hydrothermal
method, and graphene oxide, supplied by the GQMate research group (UFSM), was
inserted into the matrix during the ZnO coating process, interacting with
electromagnetic waves during the process. A DSSC was assembled using the doctorblade
method for the preparation of photo-electrodes, the counter-electrodes were
made of platinum, and cells were assembled with both the N3 dye and N719 to
evaluate the photovoltaic efficiency values. For the characterizations, X-ray diffraction,
Scanning Electron Microscopy, Raman spectroscopy, Infrared spectroscopy, UVvisible
spectroscopy, Photoluminescence spectroscopy, J x V electrical
measurements, and electrochemical impedance were carried out. The structural and
morphological results indicated the presence of the proposed structural matrix,
ZnO/ZnS + OG, with the presence of vibrational modes related to the compounds, as
the presence of functional groups specific to graphene oxide. In optical measurements
a decrease in the materials bandgap from 3.14 eV to 2,3 eV was identified from the
sample without graphene oxide and to the sample with the highest amount (4%). The
results about electrical measurements demonstrate the potential of using reduced
graphene oxide in the photovoltaic field, presenting significant improvements in shorcircuit
current
density
(J
SC
)
and
solar
cell
efficiency. | pt_BR |
dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES | pt_BR |
dc.language | por | pt_BR |
dc.publisher | Universidade Federal de Pelotas | pt_BR |
dc.rights | OpenAccess | pt_BR |
dc.subject | ZnO/ZnS | pt_BR |
dc.subject | Grafeno | pt_BR |
dc.subject | Óxido de grafeno | pt_BR |
dc.subject | DSSC | pt_BR |
dc.subject | Graphene | pt_BR |
dc.subject | Graphene oxide | pt_BR |
dc.title | Inserção de óxido de grafeno em fotoeletrodos de ZnS crescidos sobre ZnO | pt_BR |
dc.title.alternative | Insertion of Graphene Oxide in ZnS grown on ZnO photoelectrodes | pt_BR |
dc.type | masterThesis | pt_BR |
dc.contributor.authorLattes | http://lattes.cnpq.br/5126995386811253 | pt_BR |
dc.contributor.advisorID | https://orcid.org/0000-0002-0588-3717 | pt_BR |
dc.contributor.advisorLattes | http://lattes.cnpq.br/6395095165722635 | pt_BR |
dc.description.resumo | Os impactos ambientais causados por fontes não renováveis de energia são muitos,
e para um desenvolvimento do planeta de modo saudável e sustentável se faz
necessário o uso de energia renováveis. A energia solar é uma energia limpa que vem
se destacando e obtendo cada vez mais espaço, principalmente em virtude da sua
fácil aplicabilidade e das novas tecnologias que estão surgindo. Desse modo, este
trabalho objetiva realizar estudos sistemáticos de células solares sensibilizadas por
corante (DSSC) com fotoeletrodos de ZnO/ZnS através da incorporação de óxido de
grafeno reduzido na matriz estrutural, buscando melhorar a condutividade de elétrons
e a adsorção do corante na superfície do material, de forma a minimizar os processos
de recombinação eletrônica. Para isso, o ZnO/ZnS foi sintetizado pelo método
hidrotermal assistido por micro-ondas, sendo o óxido de grafeno fornecido pelo grupo
GQMate (UFSM), o qual foi inserido na matriz durante o processo de recobrimento do
ZnO com ZnS, onde o óxido de grafeno será reduzido pela ação da radiação
eletromagnética durante o processo. A DSSC foi montada utilizando a técnica doctorblade
para
a
confecção
dos
foto-eletrodos,
os
contra-eletrodos
foram
constituídos
de
platina.
As células estudas neste trabalho foram montadas tanto com o corante N3,
como também com o N719, com o intuito de comparar a eficiência fotovoltaica. Para
as caracterizações, foram realizadas, Difração de raios-X, Microscopia Eletrônica de
Varredura, Espectroscopia Raman, Espectroscopia no Infravermelho, Espectroscopia
no UV-Visível, Espectroscopia de Fotoluminescência, Medidas Elétrica J x V e
Impedância Eletroquímica. Os resultados estruturais e morfológicos indicaram a
presença da matriz estrutural proposta, ZnO/ZnS:rGO, com a presença dos modos
vibracionais presentes no composto, e sem modos adicionais. Nas medidas ópticas
foi identificado a diminuição do bandgap do material de 3,14 eV para 2,3 eV relativos
a amostra pura e a amostra com maior quantidade de rGO (4%). Os resultados
referentes a medidas elétricas demonstram o potencial do uso do óxido de grafeno
reduzido no âmbito fotovoltaico, apresentando melhoras significativas nos valores de
densidade de corrente de curto-circuito (J
sc
) e na eficiência da célula solar. A DSSC
que apresentou melhor resposta fotovoltaica foi com 1% de rGO, com fator de
preenchimento de 57% e eficiência 0,24%. | pt_BR |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Física | pt_BR |
dc.publisher.initials | UFPel | pt_BR |
dc.subject.cnpq | CIENCIAS EXATAS E DA TERRA | pt_BR |
dc.publisher.country | Brasil | pt_BR |
dc.rights.license | CC BY-NC-SA | pt_BR |
dc.contributor.advisor1 | Moreira, Mário Lúcio | |
dc.subject.cnpq1 | FISICA | pt_BR |