Submitted by Alison Vanceto (alison-vanceto@hotmail.com) on 2016-09-27T13:43:33Z No. of bitstreams: 1 TeseMFG.pdf: 7170735 bytes, checksum: c313dcdf72f8f0d0ad970392640b8f7e (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-27T20:09:55Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseMFG.pdf: 7170735 bytes, checksum: c313dcdf72f8f0d0ad970392640b8f7e (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-27T20:10:03Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseMFG.pdf: 7170735 bytes, checksum: c313dcdf72f8f0d0ad970392640b8f7e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-27T20:10:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseMFG.pdf: 7170735 bytes, checksum: c313dcdf72f8f0d0ad970392640b8f7e (MD5) Previous issue date: 2014-06-02 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Among the many binary semiconductors there is an increasing interest in recent decades semiconductor obtained from thin films of chalcogenides, due to its wide application in various fields of science and technology. In this class of II-VI semiconductors, cadmium selenide (CdSe), zinc selenide (ZnSe), cadmium telluride (CdTe) and zinc telluride (ZnTe) have received special attention due to its low cost and high absorption coefficient in applications for photovoltaic and photoelectrochemical cells. During this project to obtain multilayer codepósitos and techniques for electrodeposition of thin films of semiconductor ZnSe and ZnTe was studied. The electrodeposition process was studied by cyclic voltammetry analysis, which indicated that it was possible to obtain the films, which were identified as part of the anodic peak dissolutions curves, which were associated with the dissolution of the species of ZnSe and ZnTe. For the formation of multilayers from voltammetric studies defined the potentials 0.0 and - 0.5 V (vs Ag/ AgCl) for the deposition of layers of chalcogenides (Se or Te) and Zn, respectively. For the ZnSe multilayer analysis identified two morphologies SEM/EDX a smooth and globular another. The flat was associated with excess if amorphous, globular and the formation of ZnSe in the cubic phase, which was determined by XRD. Since the multilayer ZnTe showed a more crystalline structure of the ZnSe. These materials showed a large excess of chalcogenides the film and consequently a low amount of Zn, always less than 25%. However the material had high photoelectric activity, with a photo - current in the order of mA cm-³. A study was conducted to improve the crystallinity and stoichiometry of the film from heat treatment and different deposition temperatures. Certain conditions for such a condition, photovoltaic devices of the type glass\Mo\ZnSe\CdS\ZnO\ZnO:Al Glass\Mo\CZTSe\ZnTe\ZnO\ZnO:Al and Glass\Mo\ZnSe\ZnTe\ZnO\ZnO:A , the device formed by the junction CZTSe\ZnTe is presented the higher conversion efficiency and higher EOC , with a mean value of 3.34 %, and 339 mV, respectively. / Dentre os diversos semicondutores binários há um interesse crescente nas últimas décadas em semicondutores obtidos a partir de filmes finos de calcogênios, devido a sua vasta aplicação em vários campos da ciência e tecnologia. Nesta classe de semicondutores II-VI, o seleneto de cádmio (CdSe), seleneto de zinco (ZnSe), telureto de cádmio (CdTe) e telureto de zinco (ZnTe) têm recebido atenção especial devido ao seu baixo custo e alto coeficiente de absorção em aplicações para células fotovoltaicas ou fotoeletroquímicas. Durante esse projeto foi estudada a obtenção de multicamadas e codepósitos por técnicas de eletrodeposição de filmes finos dos semicondutores ZnSe e ZnTe. O processo de eletrodeposição foi estudado por análises de voltametrias cíclicas, as quais indicaram que era possível a obtenção dos filmes, uma vez que foram identificados na parte anódica das curvas picos de dissoluções, os quais foram associados à dissolução das espécies de ZnSe e ZnTe. Para a formação das multicamadas a partir dos estudos voltamétricos definiram-se os potenciais de 0,0 e – 0,5 V (vs EAg/AgCl) para a deposição das camadas do calcogênio (Se ou Te) e do Zn, respectivamente. Para as multicamadas de ZnSe as análises de MEV-FEG/EDX identificaram duas morfologias, uma lisa e outra globular. A lisa foi associada ao excesso de Se amorfo, e a globular à formação de ZnSe na fase cúbica, o que foi determinado por DRX. Já as multicamadas de ZnTe apresentaram um estrutura mais cristalina que a do ZnSe. Estes materiais apresentaram um grande excesso de calcogênios no filme e, consequentemente, uma baixa quantidade de Zn, sempre inferior à 25%. Entretanto o material apresentavam uma alta atividade fotoelétrica, com uma fotocorrente na ordem de mA cm-3. Foi realizado um estudo para melhorar a estequiometria e a cristalinidade do filme a partir de tratamento térmico e diferentes temperaturas de deposição. Determinadas as condições para tal condição, foram construídos dispositivos fotovoltaicos do tipo Vidro\Mo\ZnSe\CdS\ZnO\ZnO:Al Vidro\Mo\CZTSe\ZnTe\ZnO\ZnO:Al e Vidro\Mo\ZnSe\ZnTe\ZnO\ZnO:Al. O dispositivo formado pela junção CZTSe\ZnTe é o que apresentou a maior eficiência de conversão e maior potencial de circuito aberto (VOC), com um valor médio de 3,34 %, e 339 mV, respectivamente.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:36:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4463.pdf: 4786654 bytes, checksum: 934363c068a2d46e1dc21c5b15f807e7 (MD5) Previous issue date: 2012-07-20 / Universidade Federal de Minas Gerais / Zinc selenide (ZnSe) is a semiconductor material, which band gap is about 2.7 eV. It has many applications as blue light emission diode, data storage devices, laser diodes and waveguides optical fibers. Despite these several applications, ZnSe, generally, is synthesized in organic solvents, such as: trioctylphosphine oxide (TOPO), hexadecylamine (HDA) or octadecene (ODE). These synthetic methods are carried out at high temperatures, about 250oC. Moreover, being synthesized in organic media makes these nanoparticles unable to be dispersed in aqueous systems, and consequently, they are unable to be applied in biological media, unless some post preparative procedure is applied. In view those shortcomings, in this work, ZnSe was synthesized in aqueous media, having ZnCl2 as zinc source, NaHSe, as selenium source, which was synthesized from reduction of elemental selenium by sodium borohydride (NaBH4), and L-cisteine as capping agent. Initially, a 22 factorial design was applied. Temperature and pH were the factors studied in this factorial design, aiming to determine the influence of these factors on crystallographic coherence dominium calculated through Scherrer equation. Despite synthesis in aqueous media applies lower temperatures (90 oC), it has some disadvantages, for instance, the generation of some byproducts. Among these byproducts are: trigonal or amorphous elemental selenium and L-cistine, however, sometimes, these compounds can not be tracked through x-ray diffraction (XRD), since they are either amorphous or are below the detection limit of this technique. In this sense, Raman spectroscopy plays an important role in this work, since it is able to track these byproducts in a range of some months. Finally, a simple decantation process was carried out in order to separate these byproducts in different aliquots. / O seleneto de zinco (ZnSe) e um material semicondutor, cujo a energia de band gap e igual a 2,7 eV, e que encontra muitas aplicacoes como dispositivos emissor de luz na regiao do azul do espectro visivel, como por exemplo, LEDS na regiao do azul, dispositivos de armazenamento de dados, lasers de diodo e guias de ondas de fibras opticas. Apesar dessa variedade de aplicacoes, o ZnSe, geralmente, e sintetizado em solventes organicos, como: oxido de trioctil fosfina (TOPO), hexadecilamina (HDA) ou octadeceno (ODE). E tais metodos de sinteses sao realizados em altas temperaturas, ou seja, superiores a 250 oC. Alem disso, o fato do ZnSe ser sintetizado em solventes organicos, o torna inapto de ser disperso em solventes aquosos, e consequentemente, em termos de aplicacoes, de serem dispersos em meios biologicos, sem a realizacao de algum procedimento pos sintese. Em vista, dessas limitacoes dos metodos de sintese em meio organico, no presente trabalho, o ZnSe foi sintetizado em meio aquoso, tendo o ZnCl2, como fonte de zinco, o NaHSe, como fonte de selenio, o qual foi sintetizado a partir da reducao do selenio elementar pelo boridreto de sodio (NaBH4), e L-cisteina como agente estabilizante. Inicialmente, foi realizado um planejamento fatorial 22, tendo a temperatura e o pH como fatores, com o objetivo de determinar a influencia dessas variaveis no dominio de coerencia cristalografica, determinado por meio da equacao de Scherrer, para essas nanoparticulas. Apesar, do metodo em meio aquoso aplicado nesse trabalho, empregar baixas temperaturas (90 oC) em comparacao com os metodos em meio organico, ele apresenta algumas desvantagens, por exemplo, a geracao de subprodutos inerentes ao metodo de sintese. Entre esses subprodutos estao, o selenio elementar trigonal, ou amorfo e a L-cistina, entretanto, muitos desses subprodutos nao podem ser determinados por meio da tecnica de difracao de raios-X, pois, ou sao amorfos ou estao abaixo do limite de deteccao da tecnica. Em vista disso, a espectroscopia Raman exerce um papel importante nesse trabalho, demonstrando esses produtos e a sua evolucao na escala de tempo de alguns meses. Por fim, realizou-se um procedimento de decantacao, que permitiu separar, mesmo que de modo nao muito seletivo, alguns desses subprodutos em diferentes aliquotas.