PPGFISA - Programa de Pós-Graduação Física Aplicada

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Navegando PPGFISA - Programa de Pós-Graduação Física Aplicada por Assunto "Células solares"

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    Uso de Líquidos Iônicos na síntese de ZnO para aplicação em células fotoeletroquímicas
    (UNILA - BIBLIOTECA LATINO-AMERICANA, 2019-02-21) Arguello, Sergio Andrés; Góes, Márcio de Sousa; Botton, Janine Padilha
    Materiais eletrocerâmicos estão sendo intensivamente estudados devido às suas propriedades físico-químicas e ao aumento da demanda por dispositivos mais funcionais e eficientes. O óxido de zinco (ZnO) têm chamado a atenção devido a suas aplicações em: sensores de gás, capacitores, células solares, entre outras. A preparação de ZnO cristalino pode beneficiar-se pela utilização de líquidos iônicos (LI) que atuam no crescimento e controle das nanoestruturas. Foram sintetizados os líquidos iônicos: tetrafluoroborato de 1-butil-3-metilimidazólio (BMI.BF4) e tetrafluoroborato de ácido 3-trietilamônio-propanosulfônico (TEA-PS∙BF4), e analisadas por RMN e FTIR. Os líquidos iônicos foram utilizados na síntese do ZnO em concentrações de 0, 1 e 10% (m/m). Em geral, foi obtido ZnO em única fase como mostraram os estudos de DRX e FTIR. O refinamento da estrutura cristalina pelo método de Rietveld mostrou que o LI influencia na microdeformação aumentando-a com a consequente diminuição do tamanho do cristalito com respeito ao pó de ZnO sem liquido iônico. Além disso, a adição de LI na síntese melhorou a isotropia dos cristalitos em relação ao ZnO sem LI. Os pós foram usados para preparação de uma pasta e depois aplicação em substrato condutor. Se observa com os resultados de MEV que os filmes possuem porosidade e com tamanhos diversos (entre 16 e 500 nm). Os dados obtidos - para os filmes como fotoeletrodos em células fotoeletroquímica - das curvas j-V mostraram que as células alcançaram eficiências de fotocorrente de até 0,71 %, fator de preenchimento de 0,62 e densidade de corrente de 2,11 mA.cm-2 em um filme de ZnO sintetizado com 10 % m/m deBMI.BF4. Já os filmes preparados com TEA-PS.BF4 eficiência de 1,02 %, fator de preenchimento de 0,63 e densidade de corrente de 3,03 mA.cm-2. Foi possível obter um aumento de até 78% na eficiência de fotoconversão para o fotoeletrodo com 1% m/m de TEA-PS.BF4 comparado com a célula sem adição de líquido iônico.