Estudo da Energia da Banda de Condução em Células Solares Sensibilizadas por Complexos de Ruténio

Um dos grandes desafios do nosso tempo é o aproveitamento da energia solar e outras fontes de energias renováveis para promover um desenvolvimento sustentável em grande escala. Para além da inocuidade face ao meio ambiente, a eficiência e os reduzidos custos de produção das células solares sensibilizadas por corante (DSSC, do inglês dye-sensitized solar cells) continuam a atrair considerável interesse tanto académico como comercial. Em 1991, Grätzel e O’Regan deram um enorme avanço no desenvolvimento das DSSC, utilizando um material de eléctrodo com elevada área superficial, filmes semicondutores nanocristalinos de TiO2 com espessura na ordem dos mícrons Nas células fotovoltaicas o corante sensibilizador (S) adsorvido na camada de TiO2 vai absorver a radiação solar e transfere o electrão fotoexcitado para o semicondutor (SC), formando um par de cargas separadas. O sensibilizador oxidado é regenerado pelo mediador redox existente na solução de electrólito. Uma vez efectuado o trabalho através do circuito externo, o electrão volta para o contra eléctrodo onde reduz o dador de electrão oxidado, completando o ciclo. Desta maneira, a luz é convertida em electricidade sem transformação química permanente

Estudio de la reaccion de sulfurizacion de precursores Cu/In para la formacion de capas delgadas policristalinas de CuInS2 para celulas solares

En este trabajo se presenta un estudio detallado de los procesos implicados en la sulfurización de capas metálicas de Cu-In para la fabricación de células solares de CuInS2. Con este objeto, se ha desarrollado un experimento de sulfurización parcial de las capas, que han sido sometidas posteriormente a un tratamiento de selenización. El estudio de estas estructuras mediante Espectroscopía Raman y Espectroscopía de Electrones Auger (AES) ha permitido conocer algunos de los detalles de la reacción química, en concreto la identificación del frente de crecimiento de la reacción de sulfurización. Paralelamente, se ha desarrollado un sistema experimental que ha hecho posible investigar in-situ la reacción de sulfurización por Espectroscopía Raman, lo cual ha permitido un seguimiento preciso de la evolución estructural del material durante el proceso. Los resultados experimentales demuestran que la reacción de sulfurización se inicia en la superficie de la capa, dando lugar a la formación de CuInS2, coexistiendo dos estructuras cristalinas polimórficas (calcopirita y orden catiónico CuAu). Posteriormente la reacción química continúa asistida por la difusión de los metales hacia la superficie, que reaccionan con la atmósfera de azufre, de forma simultánea se produce una transformación de la fase CuAu del compuesto en la estructura calcopirita.

Erradicação de escleródios de Sclerotium rolfsii em substratos tratados em coletores solares, em Campos dos Goytacazes-RJ

Na produção de mudas de fruteiras em geral, o uso de solo na composição de substratos ainda é a prática mais econômica e utilizada pelos agricultores, embora haja o risco deste conter inóculos de fitopatógenos. Visando uma alternativa à esterilização química com brometo de metila, neste trabalho avaliou-se a eficiência de coletores solares para a desinfestação de substratos contendo solo, na erradicação de escleródios de S. rolfsii, em Campos dos Goytacazes-RJ. Os ensaios foram realizados nos dias: 6 e 25 de outubro e 13 de dezembro de 2000. Os escleródios recuperados dos substratos tratados nos coletores solares foram plaqueados em meio de cultura e submetidos à coloração em solução de cloreto de trifenil-tetrazólio (TCT). A coloração em TCT foi utilizada para comprovar se os escleródios não-germinados em meio de cultura foram realmente inativados pelo calor ou se houve indução de fungistase. No primeiro ensaio, em dia nublado, o máximo de temperatura alcançado no substrato foi de 45ºC e a germinação dos escleródios foi nula e acompanhada de 100% de colonização por bactérias. Nas duas últimas datas de avaliação, em dias ensolarados, as temperaturas máximas alcançadas nos substratos variaram de 60 a 80ºC e os escleródios foram totalmente erradicados, em apenas um dia de tratamento. Nos três ensaios, os escleródios tratados não apresentaram atividade de desidrogenase, evidenciada pela falta de coloração avermelhada interna na presença de TCT, corroborando a inativação pelo calor. Conclui-se que mesmo em condições sub-ótimas para tratamento de substratos em coletores solares, a exposição prolongada a temperaturas elevadas foi suficientemente danosa aos escleródios do patógeno, tornando-os mais vulneráveis ao antagonismo microbiano. Os coletores solares foram eficientes na desinfestação dos substratos, visando o controle de S. rolfsii, nas condições avaliadas.

Celulas solares y sistemas fotovoltaicos. Manual de prácticas

Manual de prácticas de la asignatura optativa

Em busca da sustentabilidade: células solares sensibilizadas por extratos naturais

The present work reports the use of anthocyanins extracted from mulberry (Morus Alba L.), raspberry (Rubus Idaeus L.) and blueberry (Vaccinium myrtillus L.) as sensitizers in dye-sensitized solar cells. The conversion efficiency of these devices is dependent on the extracts employed and can be rationalized in terms of their composition and spectral properties. Solar cells sensitized by the mulberry extract showed the highest efficiency among the fruits investigated. Moreover, a 16 cm² active area solar cell with the mulberry extract has presented fair good efficiency of conversion for natural dye-based solar cells, besides stability over twenty weeks, showing perspectives for developing these low cost devices with a commercial viability.

Celdas solares fotoelectroquímicas basadas en Bi2WO6

In this study, photoelectrochemical solar cells based on bismuth tungstate electrodes were evaluated. Bi2WO6 was synthesized by a hydrothermal method and characterized by scanning electron microscopy, UV-Vis reflectance spectroscopy, and X-ray powder diffraction. For comparison, solar cells based on TiO2 semiconductor electrodes were evaluated. Photoelectrochemical response of Grätzel-type solar cells based on these semiconductors and their corresponding sensitization with two inexpensive phthalocyanines dyes were determined. Bi2WO6-based solar cells presented higher values of photocurrent and efficiency than those obtained with TiO2 electrodes, even without sensitization. These results portray solar cells based on Bi2WO6 as promising devices for solar energy conversion owing to lower cost of production and ease of acquisition.

A química de coordenação e a produção de combustíveis solares

Life on earth depends on the absorption and conversion of solar energy into chemical bonds, i.e. photosynthesis. In this process, sun light is employed to oxidize water into oxygen and reducing equivalents used to produce fuels. In artificial photosynthesis, the goal is to develop relatively simple systems able to mimic photosynthetic organisms and promote solar-to-chemical conversion. The aim of the present review was to describe recent advances in the application of coordination compounds as catalysts in some key reactions for artificial photosynthesis, such as water splitting and CO2 reduction.

CÉLULAS SOLARES SENSIBILIZADAS POR CORANTES NATURAIS: UM EXPERIMENTO INTRODUTÓRIO SOBRE ENERGIA RENOVÁVEL PARA ALUNOS DE GRADUAÇÃO

An interesting practical experiment about the preparation of dye–sensitized solar cells (DSSC) using natural dyes were carried out by the undergraduate students in the chemistry course at UNICAMP . Natural dyes were extracted from blueberries (Vaccinium myrtillus L.), jabuticabas (Myrciaria cauliflora), raw and cooked beets (Beta vulgaris L.), and annattos (Bixa orellana L.), which were used to sensitize TiO2 films that composed the photoanode in the DSSC. A polymer electrolyte containing an iodide/triiodide redox couple was used in lieu of the use of liquid solutions to prevent any leakage in the devices. A maximum solar-to-electric energy conversion of 0.26 ± 0.02% was obtained for the solar cell prepared with annatto extracts. This experiment was an effective way to illustrate to the undergraduate students how to apply some of the chemical concepts that they learned during their chemistry course to produce electric energy from a clean and renewable energy source. Teachers could also exploit the basics of the electronic transitions in inorganic and organic compounds (e.g., metal-to-ligand charge transfer and ϖ-ϖ* transitions), thermodynamics (e.g., Gibbs free energy), acid–base reactions in the oxide solid surface and electrolyte, and band theory (i.e., the importance of the Fermi level energy).

Potencial de redução do consumo de energia elétrica pela utilização de aquecedores solares no Estado de Goiás

O presente trabalho analisa a viabilidade técnica da redução do uso de energia elétrica pela substituição dos chuveiros elétricos por aquecedores solares e apresenta uma análise da redução do custo mensal de energia elétrica para os diferentes municípios de Goiás. Por meio do processamento de dados climatológicos e com o auxílio do aplicativo de informações geográficas SPRING®, foram calculados os valores de irradiâncias (MJ m-2 anual-1) e do número de horas anuais de brilho solar sobre a superfície da Terra e no topo da atmosfera, respectivamente, para os municípios do Estado de Goiás. Com base em dados censitários, calcularam-se o consumo médio de energia elétrica mensal por domicílio (kWh mês-1) e o total anual (kWh ano-1). Analisou-se a redução do custo mensal de energia elétrica por domicílio pela substituição de chuveiros elétricos com diferentes potências comerciais por aquecedores solares. Analisaram-se, ainda, a redução da vazão que passa na turbina (m³ s-1) da principal usina hidrelétrica de Goiás e a relação entre a redução da potência total anual (kW) e a potência gerada por essa usina (kW). Procedeu-se, finalmente, à análise econômica, avaliando-se a relação custo/benefício da substituição proposta. Os resultados mostraram redução média mensal da conta de energia de R$ 36,92 e média de 13 meses para o retorno do capital investido. Pôde-se concluir pela viabilidade técnica, econômica e ambiental da substituição dos chuveiros elétricos pelos sistemas aquecedores/reservatórios térmicos.

Formación de CulnS² a partir de multicapas de In²S³-CuS como absorbedor en celdas solares.

Tesis (Maestría en Ciencias con Especialidad en Química de los Materiales) UANL, 2011

Películas delgadas de Cu(In,Al)Se?(CIAS) por métodos no tóxicos para aplicación en celdas solares.

Tesis (Maestría en Ciencias de la Ingeniería Mecánica con Especialidad en Materiales) UANL, 2011.

Preparación y caracterización de películas delgadas de Bi?S? y CuSbS? con potencial aplicación en el diseño de celdas solares.

Tesis (Maestría en Ciencias con especialidad en Química de los Materiales) UANL, 2014.

Tierras solares

UANL

Síntesis de estructuras nanómetricas de Sb2 S3 por medio de ultrasonido asistido con líquido iónico con potencial uso en celdas solares nanocristalinas.

Tesis (Doctor en Ciencias con Orientación en Química de los Materiales) UANL, 2010.

Diseño de celdas solares en película delgada usando CulnS? CulnSe? y AgInS? como capas absorbedoras.

Tesis (Doctorado en Ciencias con orientación en Química de los Materiales) UANL, 2014.