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Type: TESE DIGITAL
Degree Level: Doutorado
Title: Células solares utilizando substratos flexíveis baseados em celulose
Title Alternative: Solar cells using flexible substrates based in cellulose
Author: Costa, Saionara Vilhegas, 1984-
Advisor: Nogueira, Ana Flávia, 1973-
Abstract: Resumo: A utilização de substratos de celulose em dispositivos eletrônicos apresenta diversas vantagens, como o baixo custo, facilidade de reciclagem, a flexibilidade, o baixo peso e a compatibilidade com processos de impressão. Neste contexto, este trabalho teve como objetivos principais a utilização do papel e materiais celulósicos como substratos no crescimento de micro e nanoestruturas de óxidos de zinco e nos eletrodos de células solares de terceira geração. A primeira etapa consistiu no estudo e caracterização de diferentes tipos de papel, comercialmente disponíveis e celulose bacteriana, visando seu uso como substrato. Posteriormente, foi realizado o crescimento de micro e nanoestruturas de ZnO por síntese hidrotérmica e por precipitação química. Em cada tipo de substrato foi investigado qual o melhor método para a deposição homogênea da camada de nucleação que favoreceria o posterior crescimento das micro e nanoestruturas de ZnO. Em seguida, também foi investigado qual o melhor método para o crescimento do filme de ZnO para cada tipo de substrato celulósico. Na segunda etapa do trabalho foram crescidas micro e nanoestruturas de ZnO por precipitação química sobre o papel reciclado de alumínio (PRA) e estas foram utilizadas como fotoeletrodos em DSSC. Na terceira etapa foram sintetizados substratos celulósicos a partir de soluções aquosas de nanocristais (NCC) e nanofibras de celulose (NFC). Os substratos de nanocelulose foram utilizados como fotoeletrodos em células solares orgânicas invertidas na configuração nanocelulose/Ag/ZnO:Al/PFDTBTP:PC70BM /MoO3/ Ag. Os substratos NCC e NFC foram comparados quanto às suas características estruturais e influência na posterior utilização nas células invertidas. Os filmes de NCC apresentaram melhores resultados nas células orgânicas, com eficiência de conversão em torno de 1-1,5% por serem filmes com menor rugosidade, com melhor espalhamento dos cristais ao longo do filme, cristalinidade e uniformidade conforme dados obtidos por AFM, FEG-SEM e DRX. Além disso, a adição de um filme de polietilenoimina permitiu uma maior reprodutiblidade destas células, pois atuou como camada transportadora de elétrons (CTE)

Abstract: The use of cellulose substrates in electronic devices has a number of advantages such as low cost, ease recycling, flexibility, lightweight and compatible with printing processes. In this context, the main objectives of this work were the use of paper and others cellulosic substrates in the growth of zinc oxide (micro and nanostructures) for electrodes in third generation solar cells. The first part of this study involved the characterization of different kinds of papers, commercially available, and bacterial cellulose aiming their use as substrate. Subsequently, it was performed the growth of ZnO micro and nanostructures by hydrothermal synthesis and chemical bath deposition. In each type of cellulosic substrate it was investigated the best method for the deposition of homogeneous nucleation layer that favor the subsequent growth of ZnO micro and nanostructures. Then, we also investigated the best method for growing ZnO film for each type of cellulosic substrate. In the second part, micro- and nanostructures were grown by chemical bath deposition of ZnO on the aluminum recyclable paper and these were used as photo-electrodes in dye-sensitized solar cells DSSC. In the third one, cellulosic substrates were synthesized from aqueous solutions: nanocrystals (NCC) and nanofibers cellulose (NFC). The nanocellulose substrates with a partially transparent silver film were used as photo-electrodes in inverted organic solar cells in the following configuration: nanocellulose/Ag/ZnO:Al /PFDTBTP:PC70BM/MoO3/Ag. The NCC and NFC substrates were compared based on how their structural characteristics influenced their use in the inverted cells. The NCC films showed better results in the cells, with a conversion efficiency of around 1-1.5% for films with lower surface roughness, better spreading of the crystals over the film, crystallinity and uniformity, according to the results from AFM, FEG-SEM and XRD techniques. Furthermore, the addition of a polyethyleneimine film allowed greater reproducibility of these cells, once it served as an electron transport layer (ETL)
Subject: Óxido de zinco
Células solares
Editor: [s.n.]
Citation: COSTA, Saionara Vilhegas. Células solares utilizando substratos flexíveis baseados em celulose. 2016. 1 recurso online (136 p.). Tese (doutorado) ¿ Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química, Campinas, SP. Disponível em: <http://www.repositorio.unicamp.br/handle/REPOSIP/321667>. Acesso em: 31 ago. 2018.
Date Issue: 2016
Appears in Collections:IQ - Tese e Dissertação

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