Desenvolvimento de células solares baseadas em pontos quânticos de CsPbI3 e TiO2 dopado com cobre (II)

dc.contributor.advisor-co1Barcelay, Yonny Romaguera
dc.contributor.advisor1Brito, Walter Ricardo
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0146388169116307eng
dc.contributor.referee2Nobre, Francisco Xavier
dc.contributor.referee3Couceiro, Paulo Rogério da Costa
dc.creatorLopes, Natércia Suellen de Oliveira
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/9397034297344765eng
dc.date.issued2025-05-30
dc.description.abstractThe increasing demand for clean energy sources has driven the development of emerging photovoltaic technologies, among them quantum dot-based solar cells. This work aimed to develop solar cells using quantum dots of CsPbI₃ and an electron transport layer of TiO₂ doped with copper (II) ions, synthesized by the sol-gel method. Samples were prepared with 0%, 1%, 2% and 3% Cu²⁺ doping, with subsequent characterization by structural (XRD), morphological (MEV, MET), optical (DRS) and electrochemical (VC, DPV, EIS) techniques. The results revealed that the anatase phase of TiO₂ was preserved in all samples, with small structural distortions associated with ion substitution by Cu²⁺. The morphological analyses indicated good dispersion of copper up to 2%, while the sample with 3% showed signs of agglomeration. Electrochemical analyses showed that doping with 2% copper resulted in less separation of redox peaks and higher electrochemical activity, indicating an improvement in charge transport and less electronic recombination. The I-V curves of the solar cells revealed that the sample with 2% doping also showed the best photovoltaic parameters, with an increase in short-circuit current (Jsc) and open-circuit voltage (Voc), compared to TiO₂ without dopant. Copper (II) doping has therefore been shown to be an efficient strategy for the optimization of TiO₂ properties in CsPbI₃-based photovoltaic devices. Although the efficiency values are still modest, the work confirms the technical feasibility of the proposal and points out paths for future advances, such as environmental control during manufacturing, use of passivating layers and exploration of other metal dopants.eng
dc.description.resumoA crescente demanda por fontes de energia limpa impulsionou o desenvolvimento de tecnologias fotovoltaicas emergentes, entre elas as células solares baseadas em pontos quânticos. Este trabalho teve como objetivo desenvolver células solares utilizando pontos quânticos de CsPbI₃ e uma camada transportadora de elétrons de TiO₂ dopado com íons de cobre (II), sintetizado pelo método sol-gel. Foram preparadas amostras com 0, 1, 2 e 3% de dopagem com cobre, com posterior caracterização por técnicas estruturais (DRX), morfológicas (MEV e MET), ópticas (DRS) e eletroquímicas (VC, DPV e EIS). Os resultados revelaram que a fase anatase do TiO₂ foi preservada em todas as amostras, com pequenas distorções estruturais associadas à substituição iônica. As análises morfológicas indicaram boa dispersão do cobre até 2%, enquanto a amostra com 3% apresentou partículas aglomeradas. As análises eletroquímicas demonstraram que a dopagem com 2% de cobre resultou na menor separação de picos redox e maior atividade eletroquímica, indicando uma melhora no transporte de carga e menor recombinação eletrônica. As curvas de corrente versos tensão das células solares revelaram que a amostra com 2% de dopagem também apresentou os melhores parâmetros fotovoltaicos, com aumento de corrente de curto-circuito (Jsc) e tensão de circuito aberto (Voc) em comparação ao TiO₂ sem dopante. A dopagem com cobre (II) mostrou-se, portanto, uma estratégia eficiente para a otimização das propriedades do TiO₂ em dispositivos fotovoltaicos baseados em CsPbI₃. Apesar de os valores de eficiência ainda serem modestos, o trabalho confirma a viabilidade técnica da proposta e aponta caminhos para avanços futuros, como controle ambiental durante a fabricação, uso de camadas passivantes e exploração de outros dopantes metálicos.eng
dc.formatapplication/pdf*
dc.identifier.citationLOPES, Natércia Suellen de Oliveira. Desenvolvimento de células solares baseadas em pontos quânticos de CsPbI3 e TiO2 dopado com cobre (II). 2025. 79 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Federal do Amazonas, Manaus (AM), 2025.eng
dc.identifier.urihttps://tede.ufam.edu.br/handle/tede/11090
dc.languageporeng
dc.publisherUniversidade Federal do Amazonaseng
dc.publisher.countryBrasileng
dc.publisher.departmentInstituto de Ciências Exataseng
dc.publisher.initialsUFAMeng
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Químicaeng
dc.rightsAcesso Aberto
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/pt_BR
dc.subjectCélula solarpor
dc.subjectPontos Quânticos de CsPbI₃por
dc.subjectTiO₂por
dc.subjectDopado com cobre (II)por
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRAeng
dc.subject.otherEnergia - Fontes alternativaspor
dc.subject.otherEnergia limpapor
dc.subject.otherSistemas de energia fotovoltaicapor
dc.thumbnail.urlhttps://tede.ufam.edu.br/retrieve/86843/DISS_Nat%c3%a9rciaLopes_PPGQ.jpg*
dc.titleDesenvolvimento de células solares baseadas em pontos quânticos de CsPbI3 e TiO2 dopado com cobre (II)eng
dc.typeDissertaçãoeng

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