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Tipo do documento: Dissertação
Título: Estudo da dopagem de GO em TiO2 para aplicação em células solares de terceira geração
Autor: Rodrigues, Matheus Freitas 
Primeiro orientador: Massi, Marcos
Primeiro membro da banca: Vatavuk, Jan
Segundo membro da banca: Fontana, Luis César
Resumo: A energia elétrica é fundamental para a vida cotidiana do homem moderno e está presente em muitas atividades realizadas no dia a dia. Uma das técnicas que o homem desenvolveu para converter a energia proveniente do Sol em energia elétrica consiste nas chamadas células solares fotovoltaicas. A energia solar representa uma fonte renovável por conta de a constante emissão da radiação solar atuar como um recurso inesgotável, além de ser também considerada uma fonte de energia limpa, visto que seu funcionamento não implica na emissão de produtos poluentes. O Brasil apresenta grande potencial para investir em um plano de energia solar devido a sua extensão e localização nas proximidades da linha do Equador. Nos últimos anos, o custo da energia solar diminuiu cerca de 50% nos últimos anos e 70% na última década, devido às inovações tecnológicas alcançadas no setor. O presente trabalho tem o objetivo de avaliar o efeito da mistura com nanocompósitos a base do óxido de grafeno (GO) ao material semicondutor presente em uma célula solar (TiO2). O GO foi obtido pelo método de Hummers modificado e convertido em óxido de grafeno reduzido (r-GO) por meio de tratamentos térmicos realizados em diferentes temperaturas, 100°C e 200°C, com as cargas de 1%, 2% e 3% em peso de material. Tanto o material isolado, quanto a mistura foram caracterizados por meio de difração de raios X (DRX) e por espectroscopia de infravermelho. Os principais resultados mostram que a conversão do GO em r-GO aconteceu melhor a uma temperatura de 200°C e com concentração de 3% em peso de GO misturado à pasta de TiO2, por conta de uma melhor remoção dos grupos oxigenados formados junto com o GO obtido sem que houvesse a degradação da pasta por causa da concentração de GO. A conversão do GO para o r-GO é muito importante pois o último apresenta melhores propriedades fotovoltaicas em relação ao primeiro, permitindo que alcance os objetivos propostos no presente trabalho.
Abstract: Electrical energy is fundamental to the modern man’s daily life and it is carried out in many activities’ day by day. One of the techniques that man has developed to convert the energy coming from the Sun into electrical energy consists of the so-called photovoltaic solar cells. Solar energy represents a renewable source because the constant emission of solar radiation acts as a inexhaustible resource, besides being also considered a clean energy’s source, since its operation does not imply the emission of polluting products. Brazil has great potential to invest in a solar energy plan due to its extension and location near the Equator. In recent years, the cost of solar energy has fallen by about 50% in recent years and by 70% in the last decade due to the technological innovations achieved in the sector. The present work objectives are evaluating the effect of mixing the semiconductor material present in a solar cell (TiO2) with nanocomposites based on graphene oxide (GO). The GO was obtained by the modified Hummers method and it was converted to reduced graphene oxide (r-GO) by using thermal treatments carried out at different temperatures, 100°C (212°F) and 200°C (392°F), using loads of 1%, 2% and 3% by weight of material. Both the isolated materials and their mixture were characterized by using X-ray diffraction (XRD) and infrared spectroscopy. The main results show that the GO conversion into r-GO best happened at a temperature of 200 °C and with a concentration of 3% by weight of GO mixed with the TiO2 paste, due to a better removal of the oxygen groups formed together with the GO obtained, avoiding the degradation of the paste by the GO concentration. The conversion of GO to r-GO is very important because the last one shows better photovoltaic properties comparing to the first one, allowing it to reach the objectives proposed in the present work.
Palavras-chave: energia solar
células fotovoltáicas
pasta de TiO2
óxido de grafeno reduzido
eficiência energética
Área(s) do CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Presbiteriana Mackenzie
Sigla da instituição: UPM
Departamento: Escola de Engenharia Mackenzie (EE)
Programa: Engenharia de Materiais e Nanotecnologia
Agencia(s) de fomento: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
Citação: RODRIGUES, Matheus Freitas. Estudo da dopagem de GO em TiO2 para aplicação em células solares de terceira geração. 2020. 68 f. Dissertação (Engenharia de Materiais e Nanotecnologia) - Universidade Presbiteriana Mackenzie, São Paulo.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
Endereço da licença: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
URI: http://tede.mackenzie.br/jspui/handle/tede/4356
Data de defesa: 17-Fev-2020
Aparece nas coleções:Mestrado - Engenharia de Materiais e Nanotecnologia

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