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Síntese e aplicação de nanopartículas de CdS/ZnS como camada LDS em dispositivo fotovoltaico orgânico

The present work begins with a bibliographical review on the fundamental concepts regarding the displacement of electrons through the light observed by Hertz and Lenard known as photoelectric effect and the phenomenon of current generation through the illumination of electrodes in an electrolytic so...

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Autor principal:	Aoki, Roberto Masahiko
Formato:	Dissertação
Idioma:	Português
Publicado em:	Universidade Tecnológica Federal do Paraná 2019
Assuntos:	Materiais nanoestruturados Sulfeto de zinco Cádmio Sistemas de energia fotovoltaica Luminescência Nanostructured materials Zinc sulphide Cadmium Photovoltaic power systems Luminescence CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA Materiais
Acesso em linha:	http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4150
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spelling	riut-1-41502019-07-13T06:00:40Z Síntese e aplicação de nanopartículas de CdS/ZnS como camada LDS em dispositivo fotovoltaico orgânico Aoki, Roberto Masahiko Silva, Marco Aurélio Toledo da http://lattes.cnpq.br/8128138689305916 Silva, Marco Aurélio Toledo da Fernandes, Ricardo Vignoto Laureto, Edson Materiais nanoestruturados Sulfeto de zinco Cádmio Sistemas de energia fotovoltaica Luminescência Nanostructured materials Zinc sulphide Cadmium Photovoltaic power systems Luminescence CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA Materiais The present work begins with a bibliographical review on the fundamental concepts regarding the displacement of electrons through the light observed by Hertz and Lenard known as photoelectric effect and the phenomenon of current generation through the illumination of electrodes in an electrolytic solution called photovoltaic effect . The review advances by addressing the electrical and optical properties of the materials used in photovoltaic devices and ends by conceptualizing quantum dots that have been used as the Ultraviolet (UV) and Luminescence Down Shifting Effect (LDS) filter layer to act as protection against UV radiation and increase the efficiency of an organic device. The active layer used was composed of Poly (3-hexyl) thiophene and 1- (3-methoxycarbonyl) -propyl-1-phenyl- [6,6] C61 (P3HT: PCBM). Cadmium Sulphide Nanocrystals (CdS) were synthesized with times of 180 seconds, 320 seconds and 600 seconds and after being optically characterized the sample with the highest potential to serve as LDS was chosen. However the simulation showed that the use of the sample could lead to a small loss in efficiency compared to the reference. The low efficiency could be related to the common surface defects in semiconductor nanoparticles due to the high surface / volume ratio. The CS nanocrystals of the 320 s sample were passivated by a Zinc Sulphide (ZnS) shell, forming a core / shell structure, the samples were optically characterized and the CdS / ZnS of 120 s was used as the LDS layer. The results showed that the application of CdS / ZnS nanoparticles as LDS layer increased the life expectancy of the organic photovoltaic device. O presente trabalho inicia-se com uma revisão bibliográfica sobre os conceitos fundamentais referentes ao deslocamento de elétrons através da luz observado por Hertz e Lenard conhecido como efeito fotoelétrico e o fenômeno da geração de corrente através da iluminação de eletrodos em uma solução eletrolítica chamado efeito fotovoltaico. A revisão avança abordando as propriedades elétricas e ópticas dos materiais utilizados em dispositivos fotovoltaicos e finaliza conceituando pontos quânticos que foram utilizados como camada filtro Ultravioleta (UV) e Luminescence Down Shifiting Effect (LDS) com objetivo de atuar como proteção contra a radiação UV e para aumentar a eficiência de um dispositivo orgânico. A camada ativa utilizada foi composta de Poli(3-hexil)tiofeno e 1-(3-metoxicarbonil)-propil-1-fenil-[6,6]C61 (P3HT:PCBM). Nanocristais de Sulfeto de Cádmio (CdS) foram sintetizados com tempos de 180 segundos, 320 segundos e 600 segundos e após serem opticamente caracterizados escolheu-se a amostra com maior potencial para servir de LDS. Entretanto a simulação mostrou que o uso da amostra poderia levar a uma pequena perda na eficiência comparado com a referência. A baixa eficiência poderia estar relacionada aos defeitos superficiais comuns em nanopartículas semicondutoras devido à alta razão superfície/volume. Os nanocristais de CdS da amostra de 320 s foram passivados por uma casca de Sulfeto de Zinco (ZnS), formando uma estrutura núcleo/casca, as amostras foram opticamente caracterizados e a de CdS/ZnS de 120 s foi utilizada como camada LDS. Os resultados obtidos demonstram que a aplicação de nanopartículas de CdS/ZnS como camada LDS aumentou a expectativa de vida útil do dispositivo fotovoltaico orgânico. 2019-07-12T20:09:40Z 2019-07-12T20:09:40Z 2019-04-29 masterThesis AOKI, Roberto Masahiko. Síntese e aplicação de nanopartículas de CDS/ZNS como camada LDS em dispositivo fotovoltaico orgânico. 2019. 71 f. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Londrina, 2019. http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/4150 por openAccess http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/ application/pdf Universidade Tecnológica Federal do Paraná Londrina Brasil Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais UTFPR
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description	The present work begins with a bibliographical review on the fundamental concepts regarding the displacement of electrons through the light observed by Hertz and Lenard known as photoelectric effect and the phenomenon of current generation through the illumination of electrodes in an electrolytic solution called photovoltaic effect . The review advances by addressing the electrical and optical properties of the materials used in photovoltaic devices and ends by conceptualizing quantum dots that have been used as the Ultraviolet (UV) and Luminescence Down Shifting Effect (LDS) filter layer to act as protection against UV radiation and increase the efficiency of an organic device. The active layer used was composed of Poly (3-hexyl) thiophene and 1- (3-methoxycarbonyl) -propyl-1-phenyl- [6,6] C61 (P3HT: PCBM). Cadmium Sulphide Nanocrystals (CdS) were synthesized with times of 180 seconds, 320 seconds and 600 seconds and after being optically characterized the sample with the highest potential to serve as LDS was chosen. However the simulation showed that the use of the sample could lead to a small loss in efficiency compared to the reference. The low efficiency could be related to the common surface defects in semiconductor nanoparticles due to the high surface / volume ratio. The CS nanocrystals of the 320 s sample were passivated by a Zinc Sulphide (ZnS) shell, forming a core / shell structure, the samples were optically characterized and the CdS / ZnS of 120 s was used as the LDS layer. The results showed that the application of CdS / ZnS nanoparticles as LDS layer increased the life expectancy of the organic photovoltaic device.
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