Síntese e caracterização de compostos metálicos com ligantes nitrogenados/carboxilatos para uso como fotossensibilizadores em células solares

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Moreira, Jeniffer Meyer
• Orientador(a): Carvalho, Cláudio Teodoro de
• Banca de defesa: Faoro, Eliandro , Aguiar, Ederson Carlos de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal da Grande Dourados
• Programa de Pós-Graduação: Programa de pós-graduação em Química
• Departamento: Faculdade de Ciências Exatas e Tecnologia
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Células solares; Fotossensibilizador; Metais de transição
• Palavras-chave em Inglês: Solar cells; Photosensitizer; Transition metals
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
• Link de acesso: http://repositorio.ufgd.edu.br/jspui/handle/prefix/4782

Nas últimas décadas, a demanda mundial de energia elétrica tem crescido muito, fazendo com que cada vez mais surjam pesquisas no intuito de se obter e aprimorar as fontes de energia que sejam renováveis e sustentáveis. Nesse sentido, células solares sensibilizadas por corante (Dye Sensitized Solar Cell, DSSC) vêm sendo bastante estudadas, visto que esse tipo de célula solar apresenta vantagens em relação às células convencionais, incluindo menor custo de fabricação e maior captação de luz difusa. Os fotossensibilizadores (corantes) mais utilizados até o presente momento são complexos de rutênio (II), porém, devido ao alto custo e toxicidade desses materiais, tivemos como objetivo sintetizar e caracterizar compostos utilizando metais de baixo custo, como os de cobre e cobalto (II) coordenados a diferentes ligantes, e testá-los como fotossensibilizadores em célula solar do tipo DSSC, empregando óxido de titânio como semicondutor e substrato de vidro com FTO. Os compostos com os ligantes carboxilatos foram obtidos a partir de reação estequiométrica, em meio aquoso, dos sais, CuSO4.5H2O ou CoCl2, sobre solução dos sais de sódio dos respectivos ligantes 5-aminoisoftalato, 5-hidroxiisoftalato, 2-aminotereftalato, 4,4’-oxibis benzoato, 2,5- piridinocarboxilato. O complexo de cobre (II) com o ligante de base de Schiff, pirazol-imina (NaphHPz), foi obtido a partir da reação entre o carbonato de cobre (II) e o ligante, sob refluxo. Os compostos obtidos no estado sólido foram caracterizados por análise térmica (TG-DSC), a fim de determinar estequiometria, grau de hidratação, pureza e estabilidade térmica, também caracterizados por espectroscopia na região do infravermelho (FT-IR), de modo a sugerir o modo de coordenação e a técnica de espectroscopia de absorção da região do UV-Vis para avaliar qual a região espectral que os compostos e ligantes livre absorvem luz. A eficiência das células produzidas com os diferentes sensibilizadores (complexos e ligantes) variou de 0,002 a 0,108 % com o uso de um simulador solar. Os valores de eficiência determinados para os compostos foram comparados com células sensibilizadas com o corante N3 ®, usado como padrão de referência, produzidas e testadas nas mesmas condições experimentais deste trabalho. Baseado, em dados da literatura, o tipo de grupo ancorador para o ligante livre e complexado foi avaliado em função da absorção no UV-Vis, bem como os valores de eficiência obtidos.