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dc.creatorSilva, Breno Augusto Tabosa Thome da-
dc.date.accessioned2021-06-18T22:52:06Z-
dc.date.available2021-06-18T22:52:06Z-
dc.date.issued2021-02-05-
dc.identifier.citationSILVA, Breno Augusto Tabosa Thome da. Síntese e funcionalização de pontos quânticos de CdSe para aplicação em dispositivos fotovoltaicos. 2021. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Londrina, 2021.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/25323-
dc.description.abstractThis master's thesis approaches the synthesis and passivation of cadmium selenide (CdSe) quantum dots (QDs) with 3-mercaptopropionic acid (MPA), thioglycolic acid (TGA) and beta-alanine (β-alanine) for application in hybrid photovoltaic devices with FTO/TiO2/P3HT:PCBM:CdSe/Ag structure. The text presents an introduction about the current scenario of electric power generation and emphasizes the evolution of new technologies that use renewable sources for power generation. CdSe QDs were synthesized via hot injection and were optically characterized by UV-Vis spectrophotometry and photoluminescence spectrometry, which indicated activity in the visible region of the electromagnetic spectrum. The passivation of the QDs with the different ligands modified the photoluminescence spectra of the nanocrystals regarding the emission intensities related to radiative and non-radiative transitions and the position of the nanoparticle’s emission peak. Measurements of optical absorption, photoluminescence, X-ray diffraction, profilometry and sheet resistance were carried out for optical, structural, morphological and electrical characterization of compact and mesoporous layers of titanium dioxide (TiO2), CdSe QDs, and poly(3-hexylthiophene 2,5-diyl):Phenyl-C61-butyric acid methyl ester (P3HT:PCBM) blend layers deposited by spin coating and silver (Ag) electrodes obtained by thermal evaporation. Finally, measurements of current density × voltage (J×V) were employed for electrical characterization of the built photovoltaic devices. The hybrid photovoltaic cells based on P3HT:PCBM:CdSe produced in this work presented efficiencies between 0.15% and 0.21%, depending on the ligand anchored to the surface of the QDs. The electrical characterizations of the built solar cells indicated enhancements in the extraction and mobility of charge carriers when CdSe QDs passivated with the different ligands were incorporated into the P3HT:PCBM blend in the active layer of the devices. The union of the organic blend (P3HT:PCBM) with the inorganic semiconductor nanocrystals (CdSe QDs) in the active layer of the cells improved charge mobility and reduced losses due to recombination compared to cells without the incorporation of the QDs, results that benefit the conversion of solar energy into electrical energy.pt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Tecnológica Federal do Paranápt_BR
dc.rightsopenAccesspt_BR
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0pt_BR
dc.subjectSistemas de energia fotovoltaicapt_BR
dc.subjectÓptica quânticapt_BR
dc.subjectSemicondutorespt_BR
dc.subjectSeleneto de cádmiopt_BR
dc.subjectPhotovoltaic power systemspt_BR
dc.subjectQuantum opticspt_BR
dc.subjectSemiconductorspt_BR
dc.subjectCadmium selenidept_BR
dc.titleSíntese e funcionalização de pontos quânticos de CdSe para aplicação em dispositivos fotovoltaicospt_BR
dc.title.alternativeSynthesis and passivation of CdSe quantum dots for application in photovoltaic devicespt_BR
dc.typemasterThesispt_BR
dc.description.resumoEsta dissertação de mestrado aborda sobre a síntese e funcionalização de pontos quânticos (PQs) de seleneto de cádmio (CdSe) com ácido 3-mercaptopropiônico (MPA), ácido tioglicólico (TGA) e beta-alanina (β-alanina) para aplicação em dispositivos fotovoltaicos híbridos com estrutura FTO/TiO2/P3HT:PCBM:CdSe/Ag. O texto apresenta uma introdução acerca do cenário atual de geração de energia elétrica e enfatiza a evolução de novas tecnologias que utilizam fontes renováveis para geração de energia. Os PQs de CdSe foram sintetizados via injeção a quente e foram caracterizados opticamente por espectrofotometria UV-Vis e espectrometria de fotoluminescência, que indicaram atividade na região visível do espectro eletromagnético. A funcionalização dos PQs com os diferentes ligantes alterou os espectros de fotoluminescência dos nanocristais tanto em relação as intensidades de emissão referentes a transições radiativas e não-radiativas quanto na posição do pico de emissão das nanopartículas. Medidas de absorção óptica, fotoluminescência, difratometria de raios X, perfilometria e resistência de folha foram realizadas para caracterização óptica, estrutural, morfológica e elétrica de camadas compacta e mesoporosa de dióxido de titânio (TiO2), de PQs de CdSe e de blendas de Poli(3- hexiltiofeno-2,5-diil):[6,6]-fenil-C61-ácido butírico-metil ester (P3HT:PCBM) depositadas por spin coating e de eletrodos de prata (Ag) obtidos por evaporação térmica. Por fim, medidas de densidade de corrente × voltagem (J×V) foram empregadas para caracterização elétrica dos dispositivos fotovoltaicos elaborados. As células fotovoltaicas híbridas baseadas em P3HT:PCBM:CdSe confeccionadas neste trabalho apresentaram eficiências entre 0,15% e 0,21%, dependendo do ligante ancorado a superfície dos PQs. As caracterizações elétricas das células solares construídas indicaram melhorias quanto a extração e mobilidade dos portadores de carga quando os PQs de CdSe funcionalizados com os diferentes ligantes foram incorporados à blenda de P3HT:PCBM na camada ativa dos dispositivos. A união da blenda orgânica (P3HT:PCBM) com os nanocristais semicondutores inorgânicos (PQs de CdSe) na camada ativa das células aumentou a mobilidade dos portadores de carga e reduziu as perdas por recombinações se comparado às células sem a incorporação dos PQs, resultados que favorecem a conversão de energia solar em energia elétricapt_BR
dc.degree.localLondrinapt_BR
dc.publisher.localLondrinapt_BR
dc.creator.IDhttps://orcid.org/0000-0002-5574-917Xpt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/3556896518328140pt_BR
dc.contributor.advisor1Lourenço, Sidney Alves-
dc.contributor.advisor1IDhttps://orcid.org/0000-0002-0414-6782pt_BR
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/7520975750843970pt_BR
dc.contributor.referee1Laureto, Edson-
dc.contributor.referee1IDhttps://orcid.org/0000-0002-5526-3997pt_BR
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3217849199882153pt_BR
dc.contributor.referee2Silva, Marco Aurélio Toledo da-
dc.contributor.referee2IDhttps://orcid.org/0000-0003-2675-7151pt_BR
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/8128138689305916pt_BR
dc.contributor.referee3Lourenço, Sidney Alves-
dc.contributor.referee3IDhttps://orcid.org/0000-0002-0414-6782pt_BR
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/7520975750843970pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiaispt_BR
dc.publisher.initialsUTFPRpt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICApt_BR
dc.subject.capesMateriaispt_BR
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