Eletrodeposição de filme fino de Zn0 para aplicação em células solares - Bezerra, Israel Freitas (2012)
O óxido de zinco (ZnO) tem diversas aplicações na indústria eletro-eletrônica. Isto se deve às suas propriedades mecânicas e optoeletrônicas, alta estabilidade química, largo band gap, abundância na natureza e baixa toxidade. Os métodos físicos de obtenção deste material com características que propiciem sua aplicação em células fotovoltaicas são de custo elevado. No entanto, sua produção por processo eletrolítico apresenta diversas vantagens, tais como: controle eficaz da morfologia e espessura do filme a partir de parâmetros eletroquímicos, taxa de deposição relativamente maior, e a viabilidade de deposição dos filmes sobre diversos tipos de substratos a baixas temperaturas. Portanto, o presente trabalho teve por objetivo contribuir para a elucidação e a caracterização do processo de obtenção de ZnO eletrodepositado sobre substrato de cobre. Para este feito, recorreu-se às técnicas eletroquímicas, tendo como suporte, as técnicas de caracterização de superfície: difratometria de raios-X (DR-X), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia de força atômica (MFA). A partir da análise do processo por técnicas eletroquímicas, identificou-se os parâmetros ótimos para a deposição de filme fino de ZnO, sendo verificado que a deposição de ZnO ocorre no intervalo de potencial de -0,7 a -1,1 V. A taxa de deposição é máxima no potencial de -1,05 V. O pH inicial da solução foi ajustado para 6,5 e a temperatura em torno de 22 °C. Observou-se que o aumento da concentração de íons Zn+2 em solução promoveu o deslocamento do potencial de pico de deposição para valores mais positivos e, em altas concentrações (5.10-1 M), a deposição de ZnO foi desfavorecida. As curvas potenciostáticas apontaram que filmes muito finos, com espessura em torno de 140 nm (para o tempo de deposição de 40 min) foram obtidos. O filme de ZnO eletrodepositado nos diferentes potenciais apresentou características semicondutoras,    m)-1 . As imagens micrográficas revelaram que o filme de eletrodepósito de ZnO é formado por estruturas lamelares, semelhantes a plaquetas, e que este tipo de morfologia independe do potencial aplicado, estando possivelmente associado ao eletrólito de suporte (eletrólito sulfato), visto que os parâmetros: potencial, tempo e temperatura de deposição não promoveram mudanças significativas no aspecto morfológico do filme. Verificou-se que filmes depositados à temperatura ambiente não apresentaram picos de difração, como referenciado pela literatura. Palavras-chave: Óxido de zinco. Eletrodeposição. Caracterização. Células solares