Aplicação de nanoestruturas de dióxido de manganês em células solares sensibilizadas por corantes

Abstract

As Células Solares Orgânicas são baseadas em materiais semicondutores como o TiO2, amplamente explorados na literatura. Atualmente, o desafio na fabricação desses dispositivos é aumentar o rendimento, reduzindo seus custos de produção. O óxido de manganês (MnO2) é considerado um material semicondutor promissor, devido ao seu caráter ambientalmente favorável e baixo custo. O trabalho consiste na preparação e caracterização de nanopartículas de dióxido de manganês (MnO2) no laboratório de nanotecnologia localizado na Universidade de Brasília no Campus Gama (FGA). Foi utilizado o dimetilsulfóxido (DMSO) como solvente tanto na extração do corante natural, quanto na diluição dos nanomateriais contendo os semicondutores (TiO2 e MnO2), e as nanoestruturas de carbono (grafeno). A clorofila, foi extraída das folhas de espinafre, e utilizada como corante natural para atuar como fotossensibilizador. O MnO2 sintetizado em laboratório foi submetido a análises estruturais por Espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR), Espectroscopia de Absorção na região do Ultravioleta e Visível (Uv-Vis), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e a Difração de Raio-X. Posteriormente, com os matérias obtidos foram conformadas cinco células solares distintas em substrato de vidro 30 mm X 30 mm. As células conformadas tiveram as tensões verificadas com o uso de um multímetro, e o maior potencial obtido foi de 0,43 V quando utilizado o MnO2 no cátodo, e no ânodo TiO2. Verificou-se que a adição de grafeno aumenta a condutividade elétrica e a eficiência da célula solar.