Nanotech thin film photovoltaics

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia de Electrónica e Telecomunicações

Uma análise do regime jurídico da cooperativa à luz do conceito de empreendedorismo social

Partindo da análise do regime jurídico das cooperativas, constante do Código Cooperativo português, este estudo conclui que as cooperativas apresentam um perfil jurídico adequado ao desenvolvimento de projetos enquadráveis no conceito de empreendedorismo social. Efetivamente, as cooperativas desenvolvem uma missão social — que resulta, sobretudo, da obediência aos princípios cooperativos, nos quais se destaca a necessária convivência de uma dimensão social com uma dimensão económica —; assentam num modelo de governança democrático e participado, ainda que hoje se reclame uma maior profissionalização dos membros dos órgãos de gestão das cooperativas; não assentam a distribuição de resultados no critério da participação no capital social; e a escassez de recursos financeiros, em muitos casos propiciada pelo próprio regime jurídico cooperativo, leva a que as cooperativas, por força do princípio da intercooperação, se envolvam em processos de integração e cooperação de modo a assegurarem a sustentabilidade da organização.

Structural modification of TiO2 nanorod films with an influence on the photovoltaic efficiency of a dye-sensitized solar cell (DSSC).

TiO2 nanorod films have been deposited on ITO substrates by dc reactive magnetron sputtering technique. The structures of these nanorod films were modified by the variation of the oxygen pressure during the sputtering process. Although all these TiO2 nanorod films deposited at different oxygen pressures show an anatase structure, the orientation of the nanorod films varies with the oxygen pressure. Only a very weak (101) diffraction peak can be observed for the TiO2 nanorod film prepared at low oxygen pressure. However, as the oxygen pressure is increased, the (220) diffraction peak appears and the intensity of this diffraction peak is increased with the oxygen pressure. The results of the SEM show that these TiO2 nanorods are perpendicular to the ITO substrate. At low oxygen pressure, these sputtered TiO2 nanorods stick together and have a dense structure. As the oxygen pressure is increased, these sputtered TiO2 nanorods get separated gradually and have a porous structure. The optical transmittance of these TiO2 nanorod films has been measured and then fitted by OJL model. The porosities of the TiO2 nanorod films have been calculated. The TiO2 nanorod film prepared at high oxygen pressure shows a high porosity. The dye-sensitized solar cells (DSSCs) have been assembled using these TiO2 nanorod films prepared at different oxygen pressures as photoelectrode. The optimum performance was achieved for the DSSC using the TiO2 nanorod film with the highest (220) diffraction peak and the highest porosity.

Projeto e implementação de um protótipo para microprodução de energia elétrica destinado a alimentar um sistema de iluminação decorativa exterior

Com o presente trabalho é pretendido demonstrar a possibilidade de alimentação de um sistema de iluminação decorativa com recurso a soluções alternativas renováveis. O estudo é focado essencialmente na produção local de energia solar fotovoltaica e eólica. Inicialmente é efetuado o estudo técnico-económico da implementação de um sistema fotovoltaico. Posteriormente é efetuado o estudo da viabilidade técnico-económica da implementação do sistema hibrido, composto por um sistema fotovoltaico e um sistema eólico, optando pelo que mais se adequa à alimentação do sistema de iluminação decorativa exterior. Esta dissertação descreve a metodologia que procura melhorar a eficiência do sistema de led com o auxílio de ensaios em laboratório e simulação em software, com o objetivo de adaptar os sistemas de led instalados pela empresa ao sistema hibrido dimensionado. Finalmente, é efetuada a análise comparativa entre o atual sistema de iluminação decorativa e o sistema renovável dimensionado mais favorável para alimentar sistemas de iluminação decorativa. Procura-se assim com este projeto para além de apresentar um estudo teórico, proporcionar uma orientação à implementação de sistemas de microprodução destinados a alimentar sistemas de iluminação decorativa exterior.

Luz ao fundo do túnel? Análise de um modelo de prevenção e intervenção face ao sobreendividamento das famílias

Na actual conjuntura económica portuguesa tem-se registado uma evolução crescente de situações de sobreendividamento ou de insolvência dos agregados familiares. Associada a esta tendência, surge a preocupação, por parte dos decisores, em encontrar formas de intervenção, mais ou menos ajustadas, face aos problemas verificados. Contudo, esta problemática exige uma actuação integrada, que contemple medidas direccionadas não apenas para a intervenção mas também para a prevenção deste tipo de situações na sociedade portuguesa. Pretendemos, com a apresentação deste modelo, propor um vasto conjunto de medidas, entre as quais se conta a educação financeira, que conduzam a uma dupla actuação face à problemática do sobreendividamento (preventiva e de tratamento), atendendo aos antecedentes, de natureza diversa, que podem estar na sua origem. Este modelo será alvo de uma reflexão e análise, com vista a identificar a pertinência da sua aplicação ao actual panorama sócio-económico português.

Effects of sulphurization time on Cu2ZnSnS4 absorbers and thin films solar cells obtained from metallic precursors

We report the results of a study of the sulphurization time effects on Cu2ZnSnS4 absorbers and thin film solar cells prepared from dc-sputtered tackedmetallic precursors. Three different time intervals, 10 min, 30min and 60 min, at maximum sulphurization temperature were considered. The effects of this parameter' change were studied both on the absorber layer properties and on the final solar cell performance. The composition, structure, morphology and thicknesses of the CZTS layers were analyzed. The electrical characterization of the absorber layer was carried out by measuring the transversal electrical resistance of the samples as a function of temperature. This study shows an increase of the conductivity activation energy from 10 meV to 54meV for increasing sulphurization time from 10min to 60min. The solar cells were built with the following structure: SLG/Mo/CZTS/CdS/i-ZnO/ZnO:Al/Ni:Al grid. Several ac response equivalent circuit models were tested to fit impedance measurements. The best results were used to extract the device series and shunt resistances and capacitances. Absorber layer's electronic properties were also determined using the Mott–Schottky method. The results show a decrease of the average acceptor doping density and built-in voltage, from 2.0 1017 cm−3 to 6.5 1015 cm−3 and from 0.71 V to 0.51 V, respectively, with increasing sulphurization time. These results also show an increase of the depletion region width from approximately 90 nm–250 nm.

Admittance spectroscopy of Cu2ZnSnS4 based thin film solar cells

In this report, we propose an AC response equivalent circuit model to describe the admittance measurements of Cu2ZnSnS4 thin film solar cell grown by sulphurization of stacked metallic precursors. This circuit describes the contact resistances, the back contact, and the heterojunction with two trap levels. The study of the back contact resistance allowed the estimation of a back contact barrier of 246 meV. The analysis of the trap series with varying temperature revealed defect activation energies of 45 meV and 113 meV. The solar cell’s electrical parameters were obtained from the J-V curve: conversion efficiency, 1.21%; fill factor, 50%; open circuit voltage, 360 mV; and short circuit current density, 6.8 mA/cm2.

Planeamento de curto prazo de sistemas de energia solar usando técnicas de otimização robusta

Dissertação para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica

Cu2ZnSnS4 solar cells prepared with sulphurized dc-sputtered stacked metallic precursors

In the present work we report the details of the preparation and characterization results of Cu2ZnSnS4 (CZTS) based solar cells. The CZTS absorber was obtained by sulphurization of dc magnetron sputtered Zn/Sn/Cu precursor layers. The morphology, composition and structure of the absorber layer were studied by scanning electron microscopy, energy dispersive spectroscopy, X-ray diffraction and Raman scattering. The majority carrier type was identified via a hot point probe analysis. The hole density, space charge region width and band gap energy were estimated from the external quantum efficiency measurements. A MoS2 layer that formed during the sulphurization process was also identified and analyzed in this work. The solar cells had the following structure: soda lime glass/Mo/CZTS/CdS/i-ZnO/ZnO:Al/Al grid. The best solar cell showed an opencircuit voltage of 345 mV, a short-circuit current density of 4.42 mA/cm2, a fill factor of 44.29% and an efficiency of 0.68% under illumination in simulated standard test conditions: AM 1.5 and 100 mW/cm2.

Growth and characterization of Cu2ZnSn(S,Se)4 thin films for solar cells

Cu2ZnSnS4 (CZTS) and Cu2ZnSnSe4 (CZTSe) with their band gap energies around 1.45 eV and 1.0 eV, respectively, can be used as the absorber layer in thin film solar cells. By using a mixture of both compounds, Cu2ZnSn(S,Se)4 (CZTSSe), a band gap tuning may be possible. The latter material has already shown promising results such as solar cell efficiencies up to 10.1%. In this work, CZTSSe thin films were grown in order to study its structure and to establish the best growth precursors. SEM micrographs reveal an open columnar structure for most samples and EDS composition profiling of the cross sections show different selenium gradients. X-ray diffractograms show different shifts of the kesterite/stannite (1 1 2) peak, which indicate the presence of CZTSSe. From Raman scattering analysis, it was concluded that all samples had traces of CZTS and CZTSSe. The composition of the CZTSSe layer was estimated using X-ray diffraction and Raman scattering and both results were compared. It was concluded that Se diffused more easily in precursors with ternary Cu–Sn–S phases and metallic Zn than in precursors with ZnS and/or CZTS already formed. It was also showed that a combination of X-ray diffraction and Raman scattering can be used to estimate the ratio of S per Se in CZTSSe samples.

Uma análise do regime jurídico da cooperativa à luz do conceito de empreendedorismo social

Partindo da análise do regime jurídico das cooperativas, constante do Código Cooperativo português, este estudo conclui que as cooperativas apresentam um perfil jurídico adequado ao desenvolvimento de projetos enquadráveis no conceito de empreendedorismo social. Efetivamente, as cooperativas desenvolvem uma missão social — que resulta, sobretudo, da obediência aos princípios cooperativos, nos quais se destaca a necessária convivência de uma dimensão social com uma dimensão económica —; assentam num modelo de governança democrático e participado, ainda que hoje se reclame uma maior profissionalização dos membros dos órgãos de gestão das cooperativas; não assentam a distribuição de resultados no critério da participação no capital social; e a escassez de recursos financeiros, em muitos casos propiciada pelo próprio regime jurídico cooperativo, leva a que as cooperativas, por força do princípio da intercooperação, se envolvam em processos de integração e cooperação de modo a assegurarem a sustentabilidade da organização.

Os processos de autonomia e descentralização à luz das teorias de regulação social

Tese de Doutoramento em Ciências da Educação, área de Educação e Desenvolvimento

Âges K-Ar de glauconites des environs de Luz de Tavira, Algarve

Glauconite K-Ar ages (6.88±0.4; 7.03±0.4 MY) confirm earlier reports to Upper Tortonian of silt beds near Morgadinho, Luz de Tavira and Tavira. Taking stratigraphical position and age into account it is possible now to correlate these beds with similar ones at Quelfes and Cacela (Formação de Cacela, lower member, ascribed to the upper part of N16 or to NI7 Blow's zone, Globorotalia humerosa - G. dutertrei; Tortonian to Messinian, according to the ostracod fauna). Limit between the above quoted zones is thus placed at about 7 MY. New K-Ar ages greatly improve the knowledge about Upper Miocene in eastern Algarve, and on regional tectonic evolution. This is particulary so in what concerns an intra-Tortonian phase.

Bifacial dye-sensitized solar cells: a strategy to enhance overall efficiency based on transparent polyaniline electrode

Dye-sensitized solar cell (DSSC) is a promising solution to global energy and environmental problems because of its clean, low-cost, high efficiency, good durability, and easy fabrication. However, enhancing the efficiency of the DSSC still is an important issue. Here we devise a bifacial DSSC based on a transparent polyaniline (PANI) counter electrode (CE). Owing to the sunlight irradiation simultaneously from the front and the rear sides, more dye molecules are excited and more carriers are generated, which results in the enhancement of short-circuit current density and therefore overall conversion efficiency. The photoelectric properties of PANI can be improved by modifying with 4-aminothiophenol (4-ATP). The bifacial DSSC with 4-ATP/PANI CE achieves a light-to-electric energy conversion efficiency of 8.35%, which is increased by ,24.6% compared to the DSSC irradiated from the front only. This new concept along with promising results provides a new approach for enhancing the photovoltaic performances of solar cells.

Estudo sobre eficiência energética de um edifício à luz do novo regulamento dos sistemas energéticos de climatização em edifícios

Dissertação apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Mecânica