PG-EAM - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Aeronáutica e Mecânica
EN PT
Dissertação de Mestrado 2011

Deposição de filmes finos de oxinitreto de titânio para aplicação em células solares

Autor

Rodrigo Soares Moraes

Orientador

  • Orientador Marcos Massi

Área de Concentração

Física e Química dos Materiais Aeroespaciais

Data de Defesa

08/12/2011

Número da Tese

61873

Resumo

No cenário atual, com a sociedade em busca de energias alternativas economicamente viáveis, ambientalmente corretas e socialmente sustentáveis, a conversão de energia solar em eletricidade usando células fotoeletroquímicas possui destacada importância, devido ao baixo custo de fabricação e por não produzirem subprodutos poluentes, tóxicos ao homem e ao meio ambiente. Além disso, utilizam uma fonte de energia disponível em todo o mundo, evitando problemas de relações políticas entre as nações, diferentemente das fontes de energia fósseis, como é o caso do petróleo. Para a fabricação dos filmes finos necessários para o funcionamento dessas células solares, são empregadas diferentes técnicas, normalmente envolvendo processos químicos. A tecnologia de plasma surge como uma alternativa, pois permite maior controle no processo de fabricação, permitindo a obtenção de filmes com diferentes propriedades, além de garantir boa reprodutibilidade. Nesse trabalho foram obtidos e caracterizados filmes finos de oxinitreto de titânio (TiOxNy) pela técnica de magnetron sputtering. Os filmes foram caracterizados quanto as suas propriedades ópticas, químicas e morfológicas, a fim de se encontrar parâmetros de deposição que possibilitem a produção de filmes com características otimizadas para aplicação em células solares fotoeletroquímicas. Também foi desenvolvido neste trabalho, uma técnica auxiliar de injeção de gases, conhecida como gas pulsing technique [1,2,3], que possibilita a injeção dos gases de forma pulsada no reator. Com esta técnica desenvolvida no laboratório, foi possível obter filmes de TiOxNy com band gap reduzido, aproximadamente 1,91 eV, o que implica em um significativo aumento na região de absorção do espectro solar pelos filmes produzidos.

Palavras-chave

Filmes finos Oxinitretos Nitreto de titânio Células solares Pulverização por magnétron Dispositivos fotoeletroquímicos Processamento de materiais a plasma Tratamento de superfícies Física