SS-DSC - Materiais Orgânicos para Células Solares de Estado Sólido

resumo

A célula solar sensibilizada por corante (Dye Solar Cell - DSC), como tecnologia solar não convencional, tem atraído muito atenção devido ao seu baixo custo e eficiência elevada. Uma DSC típica é constituída por cinco componentes: 1) suporte mecânico condutor, 2) filme semicondutor, 3) sensibilizador, 4) electrólito e 5) contra eléctrodo. Até agora, foram conseguidas eficiências superiores a 11% em dispositivos que utilizam como sensibilizadores complexos de ruténio.

Um aumento da eficiência das “Dye Solar Cells” de estado sólido (SS-DSC) requer a optimização de alguns factores que incluem: (1) a síntese de corantes de baixo custo que apresentem bandas de absorção fortes e largas no espetro do visível e elevada absortividade, (2) materiais transportadores de lacuna (HTM) com uma condutividade iónica elevada e (3) a preparação de eléctrodos constituídos por um filme de um óxido metálico semicondutor transparente nanoestruturado, de elevada área superficial e sem defeitos.

Neste contexto novos corantes orgânicos serão sintetizados em conjunto com novos HTMs de modo a maximizar o acréscimo de eficiência e estabilidade da célula. Para maximizar a condutividade dos electrões na superfície do eléctrodo, serão preparados filmes de dióxido de titânio e de outros semicondutores (Ex: ZnO e SnO2) com uma nanoestrutura vertical ordenada em alternativa aos filmes finos mesoporosos. Com base nos novos corantes, HTMs e filmes semicondutores de óxidos metálicos serão preparadas e caracterizadas DSC de estado sólido. O efeito de cada um destes componentes será avaliado e relacionado com os parâmetros das células (tais como a densidade de corrente (Jsc), a voltagem de circuito aberto (Voc), e “Fill Factor” (FF).

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