Estudo de novos corantes naturais fotoexcitáveis como sensibilizadores em células solares
Autor(es):
Feitosa, Alexandra de Vasconcelos
Palavras Chaves:
Não informado
Ano de Publicação:
2011
Resumo:
Células solares sensibilizadas por corante têm sido estudadas na última
década como uma promissora fonte de energia renovável, devido à sua
tecnologia de fabricação de baixo custo em comparação com células solares
de silício. O mais bem sucedido sensibilizador com transferência eletrônica
foto-induzida empregado até agora nessas células são os complexos de
polipiridínicos de rutênio(II) com ligantes carboxilados com eficiência de
conversão fotovoltaica global de aproximadamente 10%. Alternativamente, os
corantes naturais podem ser utilizados para o mesmo fim e com uma eficiência
aceitável. A sensibilização de semicondutores com alto band gap usando
pigmentos naturais é geralmente atribuída à presença de antocianinas. Grupos
hidroxila e carbonila presentes na molécula de antocianina podem ligar-se à
superfície de um filme poroso de TiO2. Isso faz com que haja transferência de
elétrons da molécula de antocianina para a banda de condução do TiO2. Neste
trabalho foram extraídos corantes de cinco plantas encontradas no Nordeste do
Brasil: Bouganvillea galbra, Nerium oleander, Portulaca grandiflora, Eichornia
crassipes e Duranta repens. A extração foi feita com água, etanol e etanol
acidificado com ácido clorídrico e acético e em cada extrato foram feitas
análises de UV-vis. Os filmes de TiO2 foram depositados em substratos
transparentes de SnO2 utilizando suspensões do óxido pela técnica de silk
screen. Os melhores resultados foram obtidos utilizando o corante da planta
Duranta repens com solvente extrator etanol acidificado com ácido acético. Os
resultados obtidos foram: corrente de curto-circuito de 0,31 mA, potencial de
circuito aberto Voc = 0,41 V e eficiência η = 0,05%.
PALAVRAS-CHAVE: Célula solar, corante natural, antocianinas
Abstract:
Dye-sensitized solar cells have been studied in the last decade as a promising
renewable energy source, because of their potentially inexpensive
manufacturing technology compared to silicon solar cells. The most successful
photo-induced electron transfer sensitizers employed so far in these cells are
the ruthenium(II) polypiridil complexes with carboxylated ligands with overall
photovoltaic conversion efficiencies about 10%. Alternatively, natural dyes can
be used for the same purpose with an acceptable efficiency. The sensitization
of wide band gap semiconductors using natural pigments is usually
attributed to anthocyanins. Carbonyl and hydroxyl groups present in the
anthocyanin molecule can be bound to the surface of a porous TiO2 film. This
makes electron transfer from the anthocyanin molecule to the conduction band
of TiO2. In this paper dyes were extracted from five plants found in Northeastern
Brazil: Bougainvillea galbra, Nerium oleander, Portulaca grandiflora, Eichornia
crassipes and Durant repens. The extraction was done with water, ethanol and
ethanol acidified with hydrochloric acid and acetic acid and in each extract were
analyzed in the UV-vis. The TiO2 films were deposited on substrates
transparent de SnO2 oxide suspensions using the technique of silk screen. The
best results were obtained using the dye plant Durant repens with organic
solvent ethanol acidified with acetic acid. The results were: short-circuit current
of 0.31 mA, an open circuit voltage Voc = 0.41 V and efficiency η = 0.05%.
KEY-WORDS: Solar cell, natural dye, anthocyanins
Tipo do Trabalho:
Dissertação
Referência:
Feitosa, Alexandra de Vasconcelos. Estudo de novos corantes naturais fotoexcitáveis como sensibilizadores em células solares. 2011. 112 f. Dissertação (Mestrado Acadêmico ou Profissional em 2011) - Universidade Estadual do Ceará, , 2011. Disponível em: Acesso em: 24 de abril de 2024
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