Avaliação das condições de deposição de filmes finos de estanho para aplicação em células solares

Avaliação das condições de deposição de filmes finos de estanho para aplicação em células solares

Gideã Taques Tractz (IC) *, Paloma Detlinger (IC), Aline Viomar (PG), Fernando Reinoldo Scremin, Guilherme AR. Maia (PG), Augusto Celso Antunes (PQ), Paulo Rogério Pinto Rodrigues (PQ).

Área: FQ

Palavras Chave: Energia solar, Sol Gel modificado, dip coating.

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Introdução

A aplicabilidade de filmes finos1 de óxidos de metais de transição tornou-se o foco diversas pesquisas, tendo em vista a economia dos reagentes bem como a redução do impacto ambiental, em especial, na produção de células solares.

Este trabalho tem como objetivo avaliar a influência da velocidade de emersão de filmes finos de estanho depositados por dip coating.

Resultados e Discussão

A obtenção dos filmes finos foi realizada pelo método sol gel modificado (SGM) que consiste na mistura de solução saturada de tartarato de estanho, etanol anidro e ácido clorídrico.[pic 2]

A deposição das camadas de filmes finos foi realizada por Dip Coating, com velocidade de imersão/emersão de 2, 10 e 20 cm min-1 . Logo após as amostras foram calcinadas a uma temperatura de aproximadamente 470 ºC, com taxa de aquecimento de 1 oC min-1.

A caracterização das amostras foi realizada por microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia  de energia dispersiva (EDS) e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE).[pic 3]       

Figura 1. Imagem gerada por MEV com aumento de 100x da superfície do substrato vítreo+filme de Sn obtido pelo método SGM com velocidade de emersão  (B) e Substrato + filme de SN (Pechini) (C).

Na figura 1, observa-se que em velocidades de emersão elevadas (20 cm min-1) ocorrem defeitos nos filmes finos e o recobrimento é desigual. Em velocidades mais baixas os filmes são mais uniformes.

A seguir são apresentados os resultados de composição superficial:

Figura 2. Mapeamento superficial e concentração percentual de estanho obtida por EDS das amostras contendo filme depositado por dip coating com diferentes velocidades de emersão.

A amostra obtida com velocidade de emersão mais elevada apresenta maior concentração de estanho na superfície em relação às demais amostras analisadas, indicando haver uma distribuição não uniforme do óxido na superfície.

Figura 3. Diagrama de Nyquist obtido para o ITO e ITO+Filme Sn em solução de iodo na presença e ausência de iluminação.

Na Figura 3 nota-se que a presença de luz não promove variação significativa na resistência do sistema estudado.

Conclusões

Os resultados obtidos por MEV e EDS indicaram que velocidades elevadas de emersão geram defeitos nos filmes finos de estanho

Os resultados obtidos por EIE indicaram que o filme produzido não é fotossensível.

Agradecimentos

A UNICENTRO, ao CNPq, a Fundação Araucária, CAPES e GPEL

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1Santos,M.A.;Souza,E.C.;Andrade,A.V.;Borges,C.P.;Antunes,S.R.;Antunes,A.C.Filmes finos nanoestruturados de dióxido de estanho obtidos pelo método de precursores poliméricos.2012.