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Síntese de Nb2O5 pelo Método Hidrotérmico Assistido por Micro-ondas para Utilização em Células Solares Sensibilizadas por Corante
dc.creator | Ücker, Cátia Liane | |
dc.date.accessioned | 2024-04-22T12:02:11Z | |
dc.date.available | 2024-04-22 | |
dc.date.available | 2024-04-22T12:02:11Z | |
dc.date.issued | 2018-02-16 | |
dc.identifier.citation | ÜCKER, Cátia Liane. Síntese de Nb2O5 pelo Método Hidrotérmico Assistido por Micro-ondas para utilização em Células Solares Sensibilizadas por Corante. 2018. 103f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Programa de Pós-Graduação em Ciências e Engenharia de Materiais, Centro de Desenvolvimento Tecnológico, Universidade Federal de Pelotas, Pelotas, 2018. | pt_BR |
dc.identifier.uri | http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/handle/prefix/12807 | |
dc.description.abstract | Solar energy is a promising source for meet energy challenges with less environmental impact. Dye-sensitized solar cells (DSSC) are considered an attractive, environmentally-friendly and cost-effective solar conversion technology. Niobium pentoxide (Nb2O5) is a suitable material for this type of device because it has good photocatalytic activity and is widely available. The objective of the present work was to synthesize niobium pentoxide through the microwave assisted hydrothermal method, as well as its characterization for DSSC application. Ammonium oxalate from niobium, distilled water and hydrogen peroxide were used to perform the synthesis. The obtained powder was submitted to different thermal treatments (500-800°C), studying the influence on the phase, shape and size, vibrational modes, energy absorption, besides band gap of the respective samples, through the characterization by Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM), Electron Transmission Electron Microscopy (TEM), Raman Spectroscopy, Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), Photoluminescence Spectrometry (PL) and Absorption Spectroscopy Ultraviolet-Visible (UV-Vis). The pseudohexagonal and orthorhombic phases were found, with particle size ranging from 7.3 to 32.6nm and band gap from 3.04 to 3.34 eV. DSSC cells were assembled with the method of deposition by Doctor Blade, with the samples of 90°C and 500°C submitted to sensitization with colorant N3 and the one of 700°C without the use of the dye. The photovoltaic parameters of open-circuit voltage (Voc) and short-circuit current density (Jsc) were evaluated. The JxV curves of the solar cell were generated by data provided by a Solar Ivium Technologies IviSUN Simulator with use of high density LED array. The DSSC presented different characteristics regarding current density and voltage, showing the possibility of different applications of the cells according to the required requirement, where the Nb2O5 cell at 90°C had 3,39 e 207,36 , at 500°C yielded 4,34 e 115,39 and that of 700°C without dye J 2,89 e 246,73 . The cells presented a photovoltaic response, demonstrating that Nb2O5 has a semiconductive potential, allowing the follow-up in the related searches, through cell optimization. | 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 | Pentóxido de nióbio | pt_BR |
dc.subject | Síntese hidrotérmica assistida por micro-ondas | pt_BR |
dc.subject | Tratamento térmico | pt_BR |
dc.subject | Células solares sensibilizadas por corante | pt_BR |
dc.subject | Niobium pentoxide | pt_BR |
dc.subject | Hydrothermal microwave assisted synthesis | pt_BR |
dc.subject | Heat treatment | pt_BR |
dc.subject | Dye-sensitized solar cells | pt_BR |
dc.title | Síntese de Nb2O5 pelo Método Hidrotérmico Assistido por Micro-ondas para Utilização em Células Solares Sensibilizadas por Corante | pt_BR |
dc.title.alternative | Synthesis of Nb2O5 by Microwave-Assisted Hydrothermal Method for Use in Dye-Sensitized Solar Cells | pt_BR |
dc.type | masterThesis | pt_BR |
dc.contributor.authorID | https://orcid.org/0000-0002-8878-887X | pt_BR |
dc.contributor.authorLattes | http://lattes.cnpq.br/3494568110192672 | pt_BR |
dc.contributor.advisorID | https://orcid.org/0000-0002-0907-7739 | pt_BR |
dc.contributor.advisorLattes | http://lattes.cnpq.br/2853098230406981 | pt_BR |
dc.contributor.advisor-co1 | Moreira, Mário Lúcio | |
dc.contributor.advisor-co1Lattes | http://lattes.cnpq.br/6395095165722635 | pt_BR |
dc.description.resumo | A energia solar é uma fonte promissora para enfrentar os desafios de energia com menor impacto ambiental. Células solares sensibilizadas por corante (DSSC) são consideradas uma tecnologia de conversão solar atraente, ambientalmente correta e de baixo custo. O pentóxido de nióbio (Nb2O5) revela-se como um material conveniente para este tipo de dispositivo, por apresentar boa atividade fotocatalítica e ter ampla disponibilidade. O presente trabalho teve por objetivo sintetizar pentóxido de nióbio através do método hidrotérmico assistido por micro-ondas, bem como a sua caracterização para aplicação em DSSC. Oxalato amoniacal de nióbio, água destilada e peróxido de hidrogênio foram utilizados para a execução da síntese. O pó obtido foi submetido a diferentes tratamentos térmicos (500-800°C), estudando a influência sobre a fase, forma e tamanho, modos vibracionais, absorção de energia e band gap das respectivas amostras, através das caracterizações por Difração de Raios-X (DRX), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET), Espectroscopia Raman, Espectroscopia Infravermelha de transformada de Fourier (FTIR), Espectrometria de fotoluminescência (FL) e Espectroscopia de Absorção na região do Ultravioleta Visível (UV-Vis). As fases pseudohexagonal e ortorrômbica foram encontradas, com tamanho de partícula variando de 7,3 a 32,6nm e band gap de 3,04 a 3,34 eV. Células DSSC foram montadas com o método de deposição por Doctor Blade, com as amostras de 90°C e 500°C submetidas à sensibilização com corante N3 e a de 700°C sem o uso do corante. Foram avaliados os parâmetros fotovoltaicos de tensão de circuito aberto ( ) e densidade de corrente de curto-circuito ( ). As curvas JxV da célula solar foram geradas por dados fornecidos por um Simulador Solar Ivium Technologies IviSUN com uso de matriz de LED de alta densidade. As DSSC apresentaram diferentes características quanto à densidade de corrente e a tensão, mostrando a possibilidade de diferentes aplicabilidades das células conforme a necessidade requerida, onde a célula de Nb2O5 a 90°C apresentou 3,39 e 207,36 , a de 500°C obteve 4,34 e 115,39 e a de 700°C sem corante 2,89 e 246,73 . As células apresentaram resposta fotovoltaica, demonstrando que o Nb2O5 apresenta potencial semicondutivo, permitindo o seguimento nas pesquisas relacionadas, através da otimização da célula. | pt_BR |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais | pt_BR |
dc.publisher.initials | UFPel | pt_BR |
dc.subject.cnpq | ENGENHARIAS | pt_BR |
dc.publisher.country | Brasil | pt_BR |
dc.rights.license | CC BY-NC-SA | pt_BR |
dc.contributor.advisor1 | Cava, Sergio da Silva | |
dc.subject.cnpq1 | ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA | pt_BR |
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