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Repositório Institucional - UECE
Título:
ELETRODEPOSIÇÃO DE FILME FINO DE ZnO PARA APLICAÇÃO EM CÉLULAS SOLARES

Autor(es):
BEZERRA, ISRAEL FREITAS

Palavras Chaves:
Não informado

Ano de Publicação:
2012

Resumo:
RESUMO
O óxido de zinco (ZnO) tem diversas aplicações na indústria eletro-eletrônica. Isto se deve
às suas propriedades mecânicas e optoeletrônicas, alta estabilidade química, largo band
gap, abundância na natureza e baixa toxidade. Os métodos físicos de obtenção deste
material com características que propiciem sua aplicação em células fotovoltaicas são de
custo elevado. No entanto, sua produção por processo eletrolítico apresenta diversas
vantagens, tais como: controle eficaz da morfologia e espessura do filme a partir de
parâmetros eletroquímicos, taxa de deposição relativamente maior, e a viabilidade de
deposição dos filmes sobre diversos tipos de substratos a baixas temperaturas. Portanto, o
presente trabalho teve por objetivo contribuir para a elucidação e a caracterização do
processo de obtenção de ZnO eletrodepositado sobre substrato de cobre. Para este feito,
recorreu-se às técnicas eletroquímicas, tendo como suporte, as técnicas de caracterização
de superfície: difratometria de raios-X (DR-X), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e
microscopia de força atômica (MFA). A partir da análise do processo por técnicas
eletroquímicas, identificou-se os parâmetros ótimos para a deposição de filme fino de ZnO,
sendo verificado que a deposição de ZnO ocorre no intervalo de potencial de -0,7 a -1,1 V. A
taxa de deposição é máxima no potencial de -1,05 V. O pH inicial da solução foi ajustado
para 6,5 e a temperatura em torno de 22 °C. Observou-se que o aumento da concentração
de íons Zn+2 em solução promoveu o deslocamento do potencial de pico de deposição para
valores mais positivos e, em altas concentrações (5.10-1 M), a deposição de ZnO foi
desfavorecida. As curvas potenciostáticas apontaram que filmes muito finos, com espessura
em torno de 140 nm (para o tempo de deposição de 40 min) foram obtidos. O filme de ZnO
eletrodepositado nos diferentes potenciais apresentou características semicondutoras,
    m)-1. As imagens micrográficas revelaram que o filme de eletrodepósito de ZnO
é formado por estruturas lamelares, semelhantes a plaquetas, e que este tipo de morfologia
independe do potencial aplicado, estando possivelmente associado ao eletrólito de suporte
(eletrólito sulfato), visto que os parâmetros: potencial, tempo e temperatura de deposição
não promoveram mudanças significativas no aspecto morfológico do filme. Verificou-se que
filmes depositados à temperatura ambiente não apresentaram picos de difração, como
referenciado pela literatura.
Palavras-chave: Óxido de zinco. Eletrodeposição. Caracterização. Células solares

Abstract:
ABSTRACT
Zinc oxide (ZnO) has many applications in electro-electronic industry. This is due to their
mechanical and optoelectronic properties, high chemical stability, wide band gap, abundance
in nature and low toxicity. Physical methods for obtaining this material are expensive.
However, the production of ZnO by electrolytic process becomes relevant, allowing
effectively checking its structural, electrical and optical properties, which can indicate its
application in photovoltaic cells. Then, this work aims to contribute to the elucidation and
characterization of the process of obtaining ZnO electrodeposited onto copper substrate. For
this purpose, electrochemical techniques, associated to the surface characterization
methods: X-rays diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and atomic force
microscopy (AFM), were conducted. When verifying the electrolytic process, it was possible
to identify the optimum parameters to the ZnO thin film deposition. It was found that the ZnO
deposition occurs in the potential range of -0.7 to -1.1 V. The maximum deposition rate takes
place at the -1.05 V potential. The solution pH is 6.5 at deposition temperature. It was
observed that increasing the Zn+2 ions concentration into the solution, the shift of the
deposition peak potential to more positive values is promoted, and the deposition of ZnO is
less favored to high concentrations (5.10-1 M). The potentiostatic curves show that very thin
films with thickness around 140 nm (for 40 min-deposition time) are reached. The ZnO film
electrodeposited at different potentials exhibits semiconductor characteristics,    
m)-1. The micrographic images reveal that the ZnO film electrodeposited is formed by
lamellar structures, similar to platelets, and that this type of morphology does not depend on
the applied potential. This fact may be related to the supporting electrolyte (sulphate
electrolyte); as the parameters: potential, time and temperature did not significantly alter the
morphological appearance of the film. It was found that films deposited at room temperature
do not present diffraction peaks, as demonstrated in the literature.
Keywords: zinc oxide. Electrodeposition. Characterization. Solar cell

Tipo do Trabalho:
Dissertação

Referência:
BEZERRA, ISRAEL FREITAS. ELETRODEPOSIÇÃO DE FILME FINO DE ZnO PARA APLICAÇÃO EM CÉLULAS SOLARES. 2012. 141 f. Dissertação (Mestrado Acadêmico ou Profissional em 2012) - Universidade Estadual do Ceará, , 2012. Disponível em: Acesso em: 28 de abril de 2024

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