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Síntese e caracterização de Nb₂O₅, para aplicação como material transportador de elétrons em células solares sensibilizadas por corante
Use este link compartilhar ou citar este material: http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/1109744
Registro completo de metadados
| Metadados | Descrição | Idioma |
|---|---|---|
| Autor(es): dc.contributor | Tractz, Gideã Taques | - |
| Autor(es): dc.contributor | Tractz, Gideã Taques | - |
| Autor(es): dc.contributor | Crespan, Estela dos Reis | - |
| Autor(es): dc.contributor | Valério, Tatiana Lima | - |
| Autor(es): dc.creator | Davi, Ronald Luiz Castiglioni | - |
| Data de aceite: dc.date.accessioned | 2025-08-29T13:14:23Z | - |
| Data de disponibilização: dc.date.available | 2025-08-29T13:14:23Z | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2025-08-25 | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2025-08-25 | - |
| Data de envio: dc.date.issued | 2025-06-27 | - |
| Fonte completa do material: dc.identifier | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/37988 | - |
| Fonte: dc.identifier.uri | http://educapes.capes.gov.br/handle/capes/1109744 | - |
| Descrição: dc.description | With the increase in energy demand, coupled with population growth, renewable energy sources emerge as an excellent alternative. Among the developed photovoltaic technologies, dye-sensitized solar cells (DSSC) have gained prominence in systems that utilize solar energy. DSSCs consist of an anode, an electrolyte, and a cathode. In the fabrication of anodic interfaces, various materials can be used, such as Nb₂O₅. This work aims to investigate the synthesis of niobium pentoxide (Nb₂O₅) by the Pechini method, followed by calcination at different temperatures (500 °C, 600 °C, and 700 °C) to evaluate its structural, morphological, and electrochemical properties as a photoanode material in DSSCs. MEV and DRX analyses revealed that calcination at 600 °C produced a material with optimized particle size (642.17 ± 37 nm) and orthorhombic crystalline structure, favoring electron transport and dye adsorption. The crystallite size estimation showed proportionality with the increase in sintering temperature; however, the bandgap did not change with the effect of the temperatures used (2.97 eV). Electrochemical characterization, including open-circuit potential, J-V curves, and impedance spectroscopy, indicated that the sample at 600 °C exhibited superior photovoltaic performance, with a current density of 4.23 mA cm⁻² and a potential of 0.694 V, achieving an energy conversion efficiency of 1.39% and an electron lifetime of 0.159 s. These results suggest that Nb₂O₅, under controlled calcination conditions, can act as a promising alternative to TiO₂ in DSSC applications. | - |
| Descrição: dc.description | Com o aumento da demanda energética, atrelado ao crescimento populacional, as fontes de energia renováveis acendem como excelente alternativa. Dentre as tecnologias fotovoltaicas desenvolvidas, as células solares sensibilizadas por corante (CSSC) ganharam destaque em sistemas que utilizam a energia do sol. As CSSC apresentam na composição um ânodo, um eletrólito e um cátodo. Na fabricação de interfaces anódicas, vários materiais podem ser utilizados, como exemplo o Nb2O5. Este trabalho tem como objetivo investigar a síntese de pentóxido de nióbio (Nb₂O₅) pelo método Pechini, seguido de calcinação em diferentes temperaturas (500 °C, 600 °C e 700 °C) para avaliar suas propriedades estruturais, morfológicas e eletroquímicas como material de foto-anodo em CSSCs. Análises de MEV e DRX revelaram que a calcinação a 600 °C produziu um material com tamanho de partícula otimizado (642,17 ± 37 nm) e estrutura cristalina ortorrômbica, favorecendo o transporte eletrônico e a adsorção do corante. A estimativa do tamanho do cristalito mostrou uma proporcionalidade, com o aumento da temperatura de sinterização, todavia, o gap não sofreu modificação com efeito das temperaturas utilizadas (2,97 eV). A caracterização eletroquímica, incluindo potencial de circuito aberto, curvas J-V e espectroscopia de impedância, indicou que a amostra a 600 °C apresentou desempenho fotovoltaico superior, com densidade de corrente de 4,23 mA cm-2 e potencial de 0,694 V, alcançando uma eficiência de conversão de energia de 1,39% e tempo de vida do elétron igual a 0,159 s. Esses resultados sugerem que o Nb₂O₅, sob condições controladas de calcinação, pode atuar como uma alternativa promissora frente à substituição do TiO₂ em aplicações de CSSC. | - |
| Formato: dc.format | application/pdf | - |
| Idioma: dc.language | pt_BR | - |
| Publicador: dc.publisher | Universidade Tecnológica Federal do Paraná | - |
| Publicador: dc.publisher | Campo Mourao | - |
| Publicador: dc.publisher | Brasil | - |
| Publicador: dc.publisher | Departamento Acadêmico de Alimentos e Engenharia Química | - |
| Publicador: dc.publisher | Engenharia Química | - |
| Publicador: dc.publisher | UTFPR | - |
| Direitos: dc.rights | openAccess | - |
| Direitos: dc.rights | http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Células solares | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Geração de energia fotovoltaica | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Energia - Fontes alternativas | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Nióbio | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Solar cells | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Photovoltaic power generation | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Renewable energy sources | - |
| Palavras-chave: dc.subject | Niobium | - |
| Palavras-chave: dc.subject | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA | - |
| Título: dc.title | Síntese e caracterização de Nb₂O₅, para aplicação como material transportador de elétrons em células solares sensibilizadas por corante | - |
| Título: dc.title | Synthesis and characterization of Nb₂O₅ for application as an electron transport material in dye-sensitized solar cells | - |
| Tipo de arquivo: dc.type | livro digital | - |
| Aparece nas coleções: | Repositorio Institucional da UTFPR - RIUT | |
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