PG-EAM - Graduate Program in Aeronautical and Mechanical Engineering
PT EN
Master's Dissertation PG-FÍSICA 2017

Produção de filmes nanoestruturados de carbono por meio de processos a plasma para aplicação em células solares sensibilizadas por corante

Author

Armstrong Godoy Junior

Concentration Area

Física de Plasmas

Program

Física

Defense Date

20/01/2017

Thesis Number

72766

Abstract

Este trabalho visou, por meio de processos a plasma, depositar filmes finos de carbono em determinados substratos (lâminas vidro, lâminas de Si e vidro recoberto com FTO) e então corroê-los em plasma de SF6 combinado ora com H2, O2, e Ar a fim de se criar uma textura/rugosidade nesses filmes para assim aumentar a área de contato destes com o eletrólito de uma DSSC. Além disso, foi realizado um tratamento térmico (TT) a 600°C visando principalmente aumentar a condutividade dos filmes. Os filmes produzidos foram caracterizados por meio de análises de perfilometria, MEV, DRX, XPS, AFM, RAMAN, FTIR, goniometria e medida de resistência de folha por quatro pontas. Essas análises mostraram que os filmes que passaram pelo processo de texturização a plasma obtiveram um padrão nano estrutural característico para cada combinação de gases utilizados e aumentaram a sua rugosidade após o TT e mais ainda após o processo de texturização, sendo que os filmes submetidos ao plasma de Ar+SF6 obtiveram um maior aumento nos parâmetros de rugosidade. Em relação à microestrutura, o TT possibilitou o aumento do número de hibridização sp2 e nano aglomerados nos filmes, o que contribuiu para a mudança da estrutura amorfa para nano cristalina deles além de uma diminuição na sua resistência de folha passando de >500 M?/? para ~37 M?/?. A análise de goniometria mostrou que o TT fez com que os filmes depositados se tornassem hidrofóbicos. Porém, após submetê-los ao processo de texturização a plasma eles se tornaram super hidrofílicos. Tais resultados (aumento de rugosidade, diminuição da resistência de folha e hidrofilicidade) são de extrema importância para a aplicação desses filmes em contra eletrodos de DSSCs.

Keywords

Células solares Processamento de materiais a plasma Corantes Tratamento térmico Nanoestruturas Física