Efeito da adição de líquidos iônicos à composição de eletrólitos aplicados a células solares sensibilizadas por corante

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2019
Autor(a) principal: OLIVEIRA, Larissa Agostinho de Santa Cruz
Orientador(a): MACHADO, Giovanna
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Pernambuco
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pos Graduacao em Ciencia de Materiais
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
Células solares sensibilizadas por corante
Eletrólito
Reações de recombinação
Aditivos nitrogenados heterocíclicos
Link de acesso: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/38642
Resumo: OLIVEIRA, Larissa Agostinho de Santa Cruz, também é conhecido(a) em citações bibliográficas por: SANTA CRUZ, Larissa Agostinho de
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As análises ópticas indicaram interações entre os aditivos da solução eletrolítica e o par redox, o que sugeriu a interação entre o C8MIM-I e o triiodeto, enquanto o BTDCVI interagiu com o I2 formado na decomposição do triiodeto. A avaliação do efeito dos aditivos em diferentes concentrações foi inicialmente realizada a partir de curva JxV, no qual as concentrações de 10 mM e 5mM foram definidas como condições ótimas de aplicação para o C8MIM-I e a BTDCVI, respectivamente. As curvas de EIE (Espectroscopia de Impedância Eletroquímica) mostraram que os aditivos aumentaram a condutividade iônica do eletrólito para 25°C devido ao aumento de portadores de carga na solução. As curvas de IMPS/VS (Espectroscopia de Fotocorrente/Fotovoltagem Modulada) demonstraram o importante papel dos aditivos no dispositivo em aumentar o tempo de vida do elétron na rede do semicondutor de TiO2. As curvas de extração de carga avaliaram a recombinação, que foi diminuída em presença dos aditivos, com o BTDCVI atuando de forma mais eficaz que o C8MIM-I devido à sua menor capacidade de formação de agregados supramoleculares em regiões próximas ao corante e ao seu contra-ânion de menor raio iônico. Propostas quanto aos mecanismos de atuação do C8MIM-I e a BTDCVI foram sugeridas com base em duas importantes etapas: atração eletroestática e adsorção no TiO2. Esta adsorção promoveu a proteção da superfície do TiO2, o que evitou o alcance do triiodeto aos elétrons da banda de condução do semicondutor, e consequentemente diminuiu as reações de recombinação e aumentou o tempo de vida do elétron.FACEPEThe goal of this thesis is to study and improve the DSSCs with the introduction of two different additives into the electrolyte composition, that is, the C8MIM-I (Additive 1) and BTDCVI (Additive 2). The obtained results of optic analysis showed the interaction between the additives and the redox pair in the electrolyte solution. The analyses of the additives’ effect in different concentrations was made by JxV curve, which the 10 mM and 5mM were the adequate composition for the Additive 1 and 2, respectively, into the electrolyte solution containing the redox pair I - /I3 - . The EIS curves showed the improvement of the electrolyte ionic conductivity. The IMPS/VS results demonstrated the main role of the additives in increasing the electron lifetime in the device. The back reaction was checked with the charge extraction curves, which was possible to prove that the additives avoid the electron loss. The BTDCVI showed a better result because not allow the formation of supramolecular aggregates near the dye sensitizer, but also has a contra-ion with smaller ionic radius. The actuation mechanisms suggested of the Additive 1 and Additive 2 were based on two important steps: attraction and adsorption of the additive on the semiconductor surface. This adsorption of the additives promoted a protective layer on the TiO2 surface, which avoids the reached of the triiodide to the the electrons in the conduction band of the semiconductor. Hence, this process decreased the back reaction and increase the electron lifetime. Moreover, when the additives were not adsorbed on the semiconductor surface, it was suggested that the compounds act in the decreasing of the availability of free triiodide ions in the solution, while the BTDCVI additionally showed increase of the availability of free iodide ions. Thereby, it is proposed a synergic action of the cited mechanisms for the improvement of the dye sensitized solar cells sensitized with additives in the electrolyte composition.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pos Graduacao em Ciencia de MateriaisUFPEBrasilAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessCélulas solares sensibilizadas por coranteEletrólitoReações de recombinaçãoAditivos nitrogenados heterocíclicosEfeito da adição de líquidos iônicos à composição de eletrólitos aplicados a células solares sensibilizadas por coranteinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesismestradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPETEXTDISSERTAÇÃO Larissa Agostinho de Santa Cruz Oliveira.pdf.txtDISSERTAÇÃO Larissa Agostinho de Santa Cruz Oliveira.pdf.txtExtracted texttext/plain129659https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/38642/4/DISSERTA%c3%87%c3%83O%20Larissa%20Agostinho%20de%20Santa%20Cruz%20Oliveira.pdf.txt2532e8be956444306f075b4d6adae080MD54THUMBNAILDISSERTAÇÃO Larissa Agostinho de Santa Cruz Oliveira.pdf.jpgDISSERTAÇÃO Larissa Agostinho de Santa Cruz Oliveira.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1206https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/38642/5/DISSERTA%c3%87%c3%83O%20Larissa%20Agostinho%20de%20Santa%20Cruz%20Oliveira.pdf.jpgd75fab16c8cf0a9652fff208f1bfa5a4MD55CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; 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