Submitted by Marcos Samuel (msamjunior@gmail.com) on 2017-02-06T16:06:40Z No. of bitstreams: 1 Dissertação José Alejandro Moreno Alfonzo CD.pdf: 3426443 bytes, checksum: eff3ebe91d0f0c62d89859a0eae55e8e (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Reis (vanessa.jamile@ufba.br) on 2017-02-07T10:49:56Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação José Alejandro Moreno Alfonzo CD.pdf: 3426443 bytes, checksum: eff3ebe91d0f0c62d89859a0eae55e8e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-07T10:49:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação José Alejandro Moreno Alfonzo CD.pdf: 3426443 bytes, checksum: eff3ebe91d0f0c62d89859a0eae55e8e (MD5) / Este trabalho descreve a proposta de automação de holofotes modelo DTS SCENA 650/1000 S, a serem usados como iluminador solar contínuo com emissão no visível. O iluminador irá equipar o Laboratório de Certificação de Componentes para Sistemas de Energia Solar Fotovoltaica, localizado no Parque Tecnológico da Bahia, possibilitando verificar a conformidade das normas CEI da Commission Electrotechnique Internationale. Estes dispositivos são fundamentais para os testes de certificação propostos no escopo do projeto de um laboratório de certificação em conformidade com normas brasileiras e internacionais. Foram conduzidos testes que justificam cada uma das soluções adotadas na automação do dispositivo, em especial a distribuição espacial do campo de radiação, comportamento térmico da lâmpada e o impacto do sistema de arrefecimento nas medidas de irradiância. Foram instrumentados cinco holofotes espaçados entre si de 127 milímetros (5 polegadas), de forma a concentrar horizontalmente a iluminação. Além disso, foi instalado um piranômetro de fabricação Kipp-Zonen, modelo CMP-21, em um suporte com dois graus de liberdade para avaliar as características de homogeneidade do campo de radiação exigida pela norma – assim foram testadas uniformidade e estabilidade. A solução tecnológica adotada não só automatizou o mecanismo de ajuste do foco do holofote, o sistema de arrefecimento melhorou seu desempenho emissivo diminuindo erro na estabilidade de 6,02% para 0,46%. Ao final, o protótipo mostra ter classificação A e B em não uniformidade, dependendo da configuração utilizada, classificação A em estabilidade e classificação C em distribuição espectral, em uma escala de três níveis: A, B ou C definidas pela norma CEI 60904-9, resultando em um equipamento robusto e estável.

Made available in DSpace on 2017-07-20T12:40:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FabioSantanaSantos.pdf: 4363488 bytes, checksum: 41a5d6b8fb73b9234813c167b1c4d075 (MD5) Previous issue date: 2013-10-25 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this work, we sought to develop a methodology for the preparation of composite conductive polymer metal oxides for application in photovoltaic devices. The goal is the preparation of in-situ deposition of polymer and TiO2 oxide, in a single step by Electrochemical Synthesis of the substrates with architecture specially prepared for this. This study was divided into three stages, initially prepared molecules that give may give rise to monomers precursors of conjugated polymers derived from poly-p-phenylenevinylene PPV and polythiophene, groups attached to the aromatic ring of the polymer chain, the type (-O-(CH2) xCH3, X = 9 or 4), and the CN group. We conducted theoretical based on the DFT method (Density Functional Theory) and experimental studies of bromination reactions by different routes, using CCl4 as a solvent, AcOMe and aqueous HBr/KBr. We carried out the preparation of ZnO nanoparticles by hydrothermal route. In a second step was conducted in the preparation of a copolymer (DCN-PPV/PPV) to evaluate the effect of the CN group in the structure. Studies electrochemical synthesis of polymers and copolymers composite polymer/nanoparticulate (TiO2) and (ZnO) oxide in order to create a form of application and the construction of a prototype of a photovoltaic device. We tested two electrochemical systems a compound of acetonitrile (ACN) tetrafluoroborate tetrabutylammonium (TBABF4) for synthesis of polyfluorene (PF) and polybenzofluorene (PBF), we tested for this through the addition of (TiO2) and (ZnO). We also evaluated the electrochemical synthesis of polymer poly-p-phenylene (PPP), polythiophene (PT) and between them copolymer (PPP/PT) in the middle of boron trifluoride diethyl etherate (BFEE), this system is realized The addition of 1% distilled water. Finally, we performed a preliminary study on the application of composites PF and TiO2, MB-PPV and TiO2, synthesized electrochemically in photovoltaic devices made in accordance with the structure (anode/polymer pure or composite/cathode); also being investigated nanolayers influence of the metal insert (NCM) nanolayers in the case of gold, the structure of the device (anode/NCM/ polymer pure or composite/cathode). / Neste trabalho, buscou-se desenvolver uma metodologia para preparação de compósitos polímeros conjugados/óxidos metálicos para aplicação em dispositivos fotovoltaicos. O objetivo foi a preparação in-situ dos polímeros e deposição dos óxido de TiO2, através da síntese eletroquímica sobre os substratos com arquitetura especialmente preparadas para isso. O trabalho foi dividido em três etapas, inicialmente preparou-se moléculas que possam dar origem a monômeros precursores de polímeros conjugados, derivados do poli-p-fenilenovinileno PPV e do politiofeno com os grupos ligados ao anel aromático da cadeia polimérica, do tipo (-O-(CH2)xCH3, X=9 ou 4), e o grupo CN. Foram feitos estudos teóricos baseados em DFT (teoria do funcional de densidade), e experimentais de reações de bromação por diferentes rotas, utilizando como solvente o CCl4, AcOMe e solução aquosa de HBr/KBr. As nanopartículas de ZnO foram sintetizadas pela rota hidrotermal. Em uma segunda etapa foi realizada a preparação de um copolímero (DCN-PPV/PPV) para avaliar o efeito do grupo CN na estrutura. Estudos de síntese eletroquímica de polímeros, copolímeros e compósitos polímero/nanoparticulas de óxido de TiO2 e ZnO, também foram realizados, com o intuito de criar uma forma de aplicação destes na construção de um protótipo de dispositivo fotovoltaico. Foram testados dois sistemas eletroquímicos, um composto por acetonitrila (ACN) e tetrafluoroborato de tetrabutilamonio (TBABF4), para síntese do polifluoreno (PF) e o polibenzofluoreno (PBF), e testou-se para este meio a adição de nanopartículas de oxido de titânio TiO2 e de zinco ZnO. Avaliou-se também a síntese eletroquímica dos polímeros poli-p-fenileno (PPP), politiofeno (PT) e o copolímero entre eles (PPP/PT) em meio de trifluoreto de boro dietil eterato (BFEE). Por fim, foi feito um estudo preliminar sobre a aplicação dos compósitos PF/TiO2 e MB-PPV/TiO2, sintetizados eletroquimicamente em dispositivos fotovoltaicos confeccionados de acordo com a estrutura (ânodo/polímero puro ou compósito/Cátodo); sendo também investigada a influência da inserção de nanocamadas metálicas de ouro (NCM), na estrutura do dispositivo (ânodo/NCM/polímero ou compósito/cátodo).

[pt] Nesta tese de doutoramento apresentamos a fabricação e a caracterização de dispositivos fotovoltaicos orgânicos (OPVs) fabricados a partir de eletrodos de grafeno e de substratos híbridos flexíveis à base de polímeros recobertos com um filme fino condutor. Para isso, inicialmente sintetizamos filmes de grafeno através da técnica de deposição química em fase de vapor (CVD), seguido de modificações no processo de transferência do grafeno para o substrato desejado. Nesta etapa, desenvolvemos uma nova metodologia utilizando uma blenda condutora de EPDM-PAni que simplifica o processo de transferência e melhora as propriedades elétricas do grafeno. Em outro momento, otimizamos diferentes substratos híbridos à base de polímeros de PVC, PVA e celulose bacteriana (BC) recobertos com um filme fino condutor de ITO. Tanto os substratos híbridos flexíveis, quanto os filmes de grafeno, foram investigados por transmitância ótica e resistência de folha a fim de avaliar os seus potenciais uso para as aplicações em OPVs. Por fim, fabricamos diversas estruturas de OPVs, tanto com o grafeno como eletrodo condutor, quanto usando os substratos híbridos flexíveis. Estes dispositivos foram caracterizados principalmente através das suas curvas características JxV, no escuro e sob iluminação. Além disso, realizamos ciclos de flexão/extensão de alguns dispositivos a fim de avaliar seu comportamento frente aos esforços mecânicos a estes submetidos. Os resultados obtidos mostraram que os filmes de grafeno fabricados são promissores para a aplicação como eletrodo condutor transparente em OPVs e que os substratos híbridos investigados podem ser utilizados em dispositivos flexíveis, visto que apresentaram comportamento semelhante aos substratos inorgânicos comumente utilizados. / [en] In this doctoral thesis we present the fabrication and characterization of organic photovoltaic devices (OPVs) assembled onto graphene electrodes and flexible hybrid polymers-based substrates coated with a conductive thin film. For this, initially the graphene films were synthesized by chemical vapor deposition (CVD) technique, followed by modifications in the transfer process of the graphene to the desired substrate. In this step, we developed a new methodology using an EPDM-PAni conductive blend that simplifies the transfer process and improves the electric properties of graphene. We also used another approach which consists in optimizing different hybrid substrates based on PVC, PVA and bacterial cellulose (BC) polymers coated with an ITO conductive thin film. The flexible hybrid substrates as well as the graphene films were investigated by optical transmittance and sheet resistance in order to evaluate their potential use for OPVs applications. Finally, we fabricate various structures of OPVs, using graphene as a conducting electrode, well as using flexible hybrid substrates. Such devices were characterized mainly through their dark and light J×V characteristic curves. In addition, we performed flexion/extension cycles in some devices in order to evaluate their behavior against the mechanical stresses submitted to them. The results showed that the graphene films are a promising material for the application as a transparent conductive electrode in OPVs and the hybrid substrates investigated can be used in flexible devices, since they presented similar behavior to the commonly used inorganic substrates.

Dans le domaine du photovoltaïque organique, il y a un effort continu pour améliorer l'efficacité des dispositifs. Afin d'atteindre cet objectif, il est nécessaire d'évaluer les caractéristiques qui influencent leur performance. Bien que les films minces de polymères conjugués (dérivés de polythiophène et polymères à faible bande interdite) aient été largementétudiés pour des applications dans des cellules photovoltaïques, peu d'études concernent l'influence de la nanostructuration des films dans de tels dispositifs. Dans ce contexte, l'objectif général de ce travail était d'analyser l'influence de la technique de dépôt de couches minces de dérivés de polythiophène dans des dispositifs photovoltaïques organiques. Le technique de dépôt de Langmuir-Schaefer (LS) a été comparée à celle de spin-coating, plus fréquente. Les films de polythiophène ont été caractérisés par des mesures de transport électrique (courant-tension, photoconductivité, voltampérométrie cyclique et spectroscopied'impédance), spectroscopies optique (UV-visible et fluorescence) et des techniquesmorphologiques (à force atomique et techniques de microscopie à angle de Brewster, etprofilométrie). A partir des mesures électriques à courant continu, il peut être observé que lesfilms LS sont plus conducteurs que ceux obtenus par spin-coating. D’un point de vuemorphologique, il s’avère que la technique de dépôt influence la performance du dispositifphotovoltaïque, en raison de l'organisation et de la nanostructuration fournies par la techniquede la LS. Une étude préliminaire a également été réalisée sur des films de polymères à faiblebande interdite à base de cyclopentadithiophène, réalisés par la technique de Langmuir-Blodgett. / In the area of organic photovoltaics, there is a continuous effort to improve the efficiency of the devices. In order to reach this goal, it is necessary to evaluate the characteristics that influence their performance. Although thin films of conjugated polymers (polythiophene derivatives and low bandgap polymers) have been widely investigated for applications in photovoltaic devices, few studies relate the influence of the nanostructuring of the films in such devices. In this context, the general objective of this work was to analyze the influence of deposition technique of thin films of polythiophene derivatives in organic photovoltaic devices. The Langmuir-Schaefer (LS) technique was compared to the more common spin-coating. The polythiophene films were characterized by electrical transport measurements (current vs. voltage, photoconductivity, cyclic voltammetry and impedance spectroscopy), optical spectroscopy (UV-visible and fluorescence) and morphologicaltechniques (atomic force and Brewster angle microscopies, and perfilometry). From the direct current electrical measurements, it could be observed that the LS films are more conducting than the spin-coating ones. From the morphologic point of view, the deposition technique revealed itself to influence on the photovoltaic device’s performance, due to the organization and nanostructuring provided by the LS technique. Preliminary studies were also undertaken on thin films made of low bandgap polymers based on cyclopentadithiophene by using the Langmuir-Blodgett technique. / Na área de fotovoltaicos orgânicos há um esforço contínuo no aumento da eficiência dos dispositivos. Para alcançar esse objetivo, é necessária a avaliação das características que influenciam seu desempenho. Embora filmes finos de polímeros conjugados (derivados do politiofeno e polímeros de baixo bandgap) tenham sido amplamente estudados para aplicação em dispositivos fotovoltaicos, são encontrados poucos estudos investigando a influência da nanoestruturação dos filmes nestes dispositivos. Dentro deste contexto, o objetivo geral deste trabalho foi analisar a influencia da técnica de deposição de filmes finos de derivados do politiofeno em um dispositivo fotovoltaico orgânico. Para isto utilizamos a técnica de Langmuir-Schaefer (LS) em comparação à técnica spin-coating comumente utilizada. Os filmes de politiofeno foram caracterizados por medidas de transporte elétrico (corrente vs. tensão, fotocondutividade, voltametria cíclica e espectroscopia de impedância), espectroscopia óptica (UV-visível e fluorescência) e técnicas morfológicas (microscopias de força atômica e de ângulo de Brewster, e perfilometria). Através das medidas elétricas em corrente contínua observou-se que os filmes LS apresentam maior condutividade elétrica quando comparados com filmes spin-coating. Do ponto de vista morfológico, a técnica de deposição utilizada mostrou ter influencia no desempenho do dispositivo fotovoltaico, devido à organização e nanoestruturação provida pela técnica LS. Estudos preliminares foram também realizados em filmes finos de polímeros de baixo bandgap baseados em ciclopentaditiofeno usando a técnica de Langmuir-Blodgett.