Estudo do desenvolvimento e avaliação de desempenho de células solares sensibilizadas por corante de rutênio e mirtilo

Abstract

Com a crescente demanda de energia por fontes renováveis a fim de substituir os combustíveis fósseis e sua dependência, a luz solar tem sido uma das principais fontes de energia que o mercado internacional tem tido enfoque, principalmente pela crise de abastecimento que aconteceu durante os eventos da pandemia. Apesar da pandemia, o Brasil aumentou cerca de 56% a produção de energia solar entre os anos de 2020 e 2021. Neste trabalho apresenta-se uma análise das propriedades elétricas de células solares sensibilizadas por corante a base de rutênio e de mirtilo, sendo esse um tipo de célula solar um potencial substituto das clássicas células de silício em certas aplicações, devido ao seu menor impacto ambiental e fácil fabricação. Uma célula solar sensibilizada por corante possui como sua construção, a fabricação e deposição de filmes finos de dióxido de titânio (TiO2) depositado sobre um óxido transparente e condutor (TCO), adjunto de um eletrólito líquido e um contra eletrodo contendo platina. Para que fosse possível o experimento, foi necessária a confecção de um módulo de refrigeração para o simulador solar encontrado no Laboratório de Tratamento de Superfícies da UFSC, de forma que mantivesse as células analisadas em temperatura de operação. O sistema foi implementado com sucesso, e as propriedades elétricas como medição da densidade corrente em curto-circuito (Jsc) e da tensão em circuito aberto (Voc) foram obtidas imediatamente após a construção das células. Os resultados apontaram para célula sensibilizada por corante de rutênio um Jsc de 0,67 mA/cm² e Voc de 0,840 V, enquanto a sensibilizada por mirtilo teve dados de Jsc de 0,14 mA/cm² e Voc de 0,535 V. Os dados foram comparados à literatura, e mecanismos para melhoria de performance são sugeridos.