Células solares de heterojunções híbridas

Abstract

Atualmente é cada vez mais necessário arranjar alternativas aos combustíveis fósseis, com o intuito de produzir energia a partir de fontes que sejam renováveis e que não tenham um impacto negativo no meio ambiente. Neste trabalho foram produzidos dois tipos de dispositivos híbridos para conversão de energia solar, cuja camada fotoativa é composta por filmes orgânicos de poli (cloreto de alilamina) (PAH) e de óxido de grafeno (GO) e por filmes inorgânicos de dióxido de titânio (TiO2) ou óxido de zinco (ZnO). Estes filmes foram depositados sobre substratos de vidro com óxido de estanho dopado com flúor (FTO), tendo a camada orgânica sido depositada pela técnica layer-by-layer (LbL) e a camada inorgânica por pulverização catódica. Os elétrodos de alumínio foram depositados por evaporação térmica. A configuração final dos dispositivos foi FTO/(PAH/GO)x/TiO2/Al e FTO/(PAH/GO)x/ZnO/Al, sendo x o número de bicamadas deposita-das. Os filmes de (PAH/GO)x foram caracterizados por espetrofotometria ultravioleta-visível, a qual revelou uma linearidade no crescimento dos filmes com o número de bicamadas. Através de microscopia eletrónica de varrimento (SEM) foi possível verificar que a morfologia da camada inorgânica é homogénea e é dependente do número de bicamadas da camada orgânica. As propriedades elétricas foram caracterizadas através da construção de curvas corrente-tensão. Os dispositivos FTO/(PAH/GO)50/TiO2/Al, FTO/(PAH/GO)30/ZnO/Al e FTO/(PAH/GO)50/ZnO/Al foram os únicos a exibir um comportamento de díodo, embora não tenham apresentado qualquer reação quando expostos à luz. A célula com FTO/(PAH/GO)50/ZnO/Al registou uma diminuição da corrente quando caracterizada num ambiente com humidade reduzida. Foram ainda deposit-adas vinte bicamadas de PAH/GO sobre um substrato com elétrodos interdigitados de ouro. A aplicação de campos elétricos sucessivos a este dispositivo levou a um aumento da sua condu-tividade. Foi registado um aumento da corrente gerada quando exposto a um foco de luz. A análise por espetroscopia de impedância foi realizada em dois ambientes distintos. Num ambi-ente seco, a impedância do dispositivo era similar à impedância típica de um circuito RC paralelo, enquanto que num ambiente húmido, este aproximava-se da impedância de três circuitos RC paralelo em série.