Células fotovoltaicas de Grätzel usando cossensibilização de pontos quânticos de CuS/SnS

Abstract

Com o aumento do interesse nas energias limpas e renováveis como alternativa aos combustíveis fósseis é de grande importância que essas tecnologias se estabeleçam como economicamente viáveis na atualidade, para que avanços no setor energético mundial possam de fato ocorrer. Na produção de energia a partir de fontes renováveis, a energia solar tem-se revelado cada vez mais atrativa para produção de energia elétrica. As células fotovoltaicas têm sido desenvolvidas no sentido de se obter maior eficiência de conversão de energia solar em energia elétrica. Assim como a sua produção tem sido desenvolvida por materiais e técnicas de deposição menos dispendiosos e facilmente reprodutíveis em grande escala. Células solares de filmes finos de materiais semicondutores como pontos quânticos têm-se mostrando promissoras na geração de energia em grande escala. Os dispositivos fotovoltaicos têm-se tornado objeto de estudo de vários grupos de investigação, apresentando considerável evolução na arquitetura das células solares, bem como no valor de eficiência de conversão, a qual foi certificada com um valor de 9,9% em março de 2015, de acordo com o Laboratório Nacional de Energia Renovável (NREL) dos Estados Unidos. Neste trabalho, o processo de fabricação envolveu a deposição sequencial de diferentes camadas em um substrato de vidro. A configuração utilizada foi: Vidro / SiO2 / FTO / TiO2 compacto / TiO2 mesoporoso / ZnO / CdS / CuS / SnS / ZnS e Vidro/ SiO2 / FTO / TiO2 compacto / TiO2 mesoporoso / ZnO / CuS / SnS / ZnS com os Contraeléctrodos (CEs) de vidro/FTO com Platina, Cu2SnS3 e grafite ou latão com os eletrólitos iodeto/triiodeto e polissulfureto (gel e líquido), isto comparando diferentes eletrólitos, áreas de TiO2, contraelétrodos e células solares como as de corante.

With increasing interest in clean and renewable energy as an alternative to fossil fuels, it is of great importance that these technologies become economically viable today, so that advances in the global energy sector may indeed occur. In the production of energy from renewable sources the use of solar energy has become increasingly attractive for the production of electric energy. Photovoltaic cells have been developed in order to obtain greater efficiency of conversion of solar energy into electric energy. As well, the production of the same has been developed by materials and techniques of deposition less expensive and easily reproducible in large scale. Solar cells from thin films of semiconductor materials like quantum dots have shown promise for large-scale power generation. The photovoltaic devices have become the object of study of several research groups, presenting considerable evolution in the solar cell architecture, as well as in the value of conversion efficiency, which was certified with a value of 9.9% in March 2015, according to With the National Renewable Energy Laboratory (NREL) in the United States. In this work, the manufacturing process involved the sequential deposition of different layers on a glass substrate. The configuration used was: Glass / SiO2 / FTO / TiO2 compact / TiO2 mesoporous / ZnO / CdS / CuS / SnS / ZnS and Glass / SiO2 / FTO / TiO2 compact / TiO2 mesoporous / ZnO / CuS / SnS / ZnS with glass / FTO counter electrodes (CEs) with platinum, Cu2SnS3 and graphite or brass with electrodes iodide / triiodide and polysulfide (gel and liquid), this comparing different electrolytes, areas of TiO2, counter-electrodes and solar cells like dyes.