Síntese e caracterização de compostos metálicos com ligantes nitrogenados/carboxilatos para uso como fotossensibilizadores em células solares

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2021
Autor(a) principal: Moreira, Jeniffer Meyer lattes
Orientador(a): Carvalho, Cláudio Teodoro de lattes
Banca de defesa: Faoro, Eliandro lattes, Aguiar, Ederson Carlos de lattes
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal da Grande Dourados
Programa de Pós-Graduação: Programa de pós-graduação em Química
Departamento: Faculdade de Ciências Exatas e Tecnologia
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
Palavras-chave em Inglês:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: http://repositorio.ufgd.edu.br/jspui/handle/prefix/4782
Resumo: Nas últimas décadas, a demanda mundial de energia elétrica tem crescido muito, fazendo com que cada vez mais surjam pesquisas no intuito de se obter e aprimorar as fontes de energia que sejam renováveis e sustentáveis. Nesse sentido, células solares sensibilizadas por corante (Dye Sensitized Solar Cell, DSSC) vêm sendo bastante estudadas, visto que esse tipo de célula solar apresenta vantagens em relação às células convencionais, incluindo menor custo de fabricação e maior captação de luz difusa. Os fotossensibilizadores (corantes) mais utilizados até o presente momento são complexos de rutênio (II), porém, devido ao alto custo e toxicidade desses materiais, tivemos como objetivo sintetizar e caracterizar compostos utilizando metais de baixo custo, como os de cobre e cobalto (II) coordenados a diferentes ligantes, e testá-los como fotossensibilizadores em célula solar do tipo DSSC, empregando óxido de titânio como semicondutor e substrato de vidro com FTO. Os compostos com os ligantes carboxilatos foram obtidos a partir de reação estequiométrica, em meio aquoso, dos sais, CuSO4.5H2O ou CoCl2, sobre solução dos sais de sódio dos respectivos ligantes 5-aminoisoftalato, 5-hidroxiisoftalato, 2-aminotereftalato, 4,4’-oxibis benzoato, 2,5- piridinocarboxilato. O complexo de cobre (II) com o ligante de base de Schiff, pirazol-imina (NaphHPz), foi obtido a partir da reação entre o carbonato de cobre (II) e o ligante, sob refluxo. Os compostos obtidos no estado sólido foram caracterizados por análise térmica (TG-DSC), a fim de determinar estequiometria, grau de hidratação, pureza e estabilidade térmica, também caracterizados por espectroscopia na região do infravermelho (FT-IR), de modo a sugerir o modo de coordenação e a técnica de espectroscopia de absorção da região do UV-Vis para avaliar qual a região espectral que os compostos e ligantes livre absorvem luz. A eficiência das células produzidas com os diferentes sensibilizadores (complexos e ligantes) variou de 0,002 a 0,108 % com o uso de um simulador solar. Os valores de eficiência determinados para os compostos foram comparados com células sensibilizadas com o corante N3 ®, usado como padrão de referência, produzidas e testadas nas mesmas condições experimentais deste trabalho. Baseado, em dados da literatura, o tipo de grupo ancorador para o ligante livre e complexado foi avaliado em função da absorção no UV-Vis, bem como os valores de eficiência obtidos.