Desenvolvimento de células solares flexíveis baseadas em pontos quânticos de carbono

dc.contributor.advisor1Brito, Walter Ricardo
dc.contributor.advisor1Latteshttps://lattes.cnpq.br/0146388169116307eng
dc.contributor.advisor1orcidhttps://orcid.org/0000-0002-6493-0237eng
dc.contributor.referee1orcidhttps://orcid.org/0000-0002-6493-0237eng
dc.contributor.referee2Pocrifka, Leandro Aparecido
dc.contributor.referee2Latteshttps://lattes.cnpq.br/6236326108324745eng
dc.contributor.referee2orcidhttps://orcid.org/0000-0003-1156-0196eng
dc.contributor.referee3Nobre, Francisco Xavier
dc.contributor.referee3Latteshttps://lattes.cnpq.br/0241423062695352eng
dc.contributor.referee3orcidhttps://orcid.org/0000-0002-0883-3651eng
dc.creatorSouza, Thiago Monteiro de
dc.creator.Latteshttps://lattes.cnpq.br/6474131973908802eng
dc.creator.orcidhttps://orcid.org/0009-0008-8090-3811eng
dc.date.issued2026-02-09
dc.description.abstractAdvances in energy generation technologies have driven several studies aimed at diversifying the energy matrix, since most energy generation comes from non-renewable materials. Solar cells are promising devices capable of converting electromagnetic energy into electrical energy in a clean and renewable way. Carbon quantum dots (CQDs) have emerged as a class of highly versatile nanomaterials that can be applied in various areas due to their low toxicity, high photoluminescence, and biocompatibility. These CQDs can be applied in biosensors, bioimaging, catalysis, light-emitting diodes, photodetectors, and solar cells. In photovoltaic energy, they are used as photoactive material in third-generation solar cells due to their ability to absorb light in the visible and ultraviolet spectrum. In this work, CQDs were obtained by solvothermal synthesis and subsequently characterized by Ultraviolet-Visible Spectroscopy (UV-Vis), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), RAMAN Spectroscopy, and Transmission Electron Microscopy (TEM). In addition, TiO2 was obtained by the Sol-Gel synthesis method and characterized by XRD. TEM images confirmed the presence and average size (10.04 nm) of the obtained CQDs. FTIR and Raman spectroscopy identified the main functional groups and type of carbon present in the CQDs. In the absorbance spectrum collected, two absorption regions were observed: 250-375 nm (π - π* transitions) and 376-705 nm (n - π*). The XRD results showed that the TiO2 obtained is polymorphic, containing the anatase and brookite phases, with fractions of 56.28 and 43.72%, respectively. According to the Debye-Sherrer equation, the size of the material's crystallites was approximately 13.5 ± 2.7 nm for the anatase phase, 22.5 ± 5.7 nm for the brookite phase, and 20.1 ± 6.4 nm for both phases. The photovoltaic devices were assembled and characterized, presenting efficiencies close to 0.60%.eng
dc.description.resumoO avanço das tecnologias de geração de energia, tem impulsionado vários estudos para diversificação da matriz energética, uma vez que a maior parte da geração de energia vem de materiais de natureza não renovável. As células solares são dispositivos promissores capazes de converter energia eletromagnética em energia elétrica de forma limpa e renovável. Os pontos quânticos de carbono (CQDs) surgiram como uma classe de nanomateriais muito versáteis que podem ser aplicados em várias áreas devido à sua baixa toxicidade, alta fotoluminescência e biocompatibilidade. Estes CQDs podem ser aplicados em biossensores, bioimagem, catálise, diodos emissores de luz, fotodetectores e células solares. Na energia fotovoltaica eles são utilizados como material fotoativo em células solares de 3ª geração, devido sua capacidade de absorver luz no espectro visível e ultravioleta. Neste trabalho foram obtidos CQDs por síntese solvotermal e posteriormente caracterizados por Espectroscopia Ultravioleta-Visível (UV-Vis), Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), Espectroscopia RAMAN e Microscopia Eletrônica de Transmissão (TEM). Além disso, foi obtido TiO2 pelo método de síntese Sol-Gel e caracterizado por DRX. As imagens de TEM confirmaram a presença e a média de tamanho (10,04 nm) dos CQDs obtidos. Através de FTIR e Raman foram identificados os principais grupos funcionais e tipo de carbono presente nos CQDs. No espectro de absorbância coletado, foram observadas duas regiões de absorção: 250-375 nm (transições π - π*) e 376 -705 nm (n - π*). Os resultados de DRX mostraram que o TiO2 obtido é polimórfico, contendo as fases anatase e brookita, com frações de 56,28 e 43,72% respectivamente e de acordo com a equação de Debye-Sherrer, o tamanho dos cristalitos do material foi de aproximadamente 13,5 ± 2,7 nm para a fase anatase, 22,5 ± 5,7 nm para a fase brookita e 20,1 ± 6,4 nm para ambas as fases. Os dispositivos fotovoltaicos foram montados e caracterizados, apresentando eficiências próximas de 0,60%.eng
dc.description.sponsorshipFAPEAM - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonaseng
dc.formatapplication/pdf*
dc.identifier.citationSOUZA, Thiago Monteiro de. Desenvolvimento de células solares flexíveis baseadas em pontos quânticos de carbono. 2026. 63 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Federal do Amazonas, Manaus (AM), 2026.eng
dc.identifier.urihttps://tede.ufam.edu.br/handle/tede/11523
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/por
dc.subjectCQDspor
dc.subjectCélulas Solarespor
dc.subjectMatriz Energéticapor
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA: QUIMICA: QUIMICA INORGANICA: FISICO QUIMICA INORGANICAeng
dc.subject.otherNanotecnologiapor
dc.subject.otherEnergia - Fontes alternativaspor
dc.thumbnail.urlhttps://tede.ufam.edu.br/retrieve/92263/DISS_ThiagoSouza_PPGQ.jpg*
dc.titleDesenvolvimento de células solares flexíveis baseadas em pontos quânticos de carbonoeng
dc.title.alternativeDevelopment of flexible solar cells based on carbon quantum dotseng
dc.typeDissertaçãoeng

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