Made available in DSpace on 2013-08-07T18:54:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000402013-Texto+Parcial-0.pdf: 142332 bytes, checksum: cff810ef59b72c282454906ddd24fa55 (MD5) Previous issue date: 2008 / The purpose of this work was the development of new techniques in order to obtain selective emitters to process high efficiency silicon solar cells. A selective region of BSF (Back Surface Field) was obtained by the development of the technique A, using laser radiation. A Nd:YAG solid-state laser processing system, with 1,064 μm wavelength and gaussian energy distribution, is used in this work. Materials 1, 2 and 3 were used. Selective emitters on the front side emitter n+ were obtained by two different techniques (B and C), both using laser diffusion. The best configuration of selective emitters achieved for technique B, results in the sheet resistance of 17 Ω/⌁ and 178 Ω/⌁, for the n++ and n+ regions, respectively. For the technique C, it was observed that a silicon oxide with phosphorus is needed to obtain a selective emitter structure. The best result shows sheet resistances of 20 Ω/⌁ (n++) and 40 Ω/⌁ (n+). / O objetivo desta dissertação foi o desenvolvimento de técnicas para a obtenção de emissores seletivos para fabricação de células solares de alta eficiência. Uma região seletiva de BSF (Back Surface Field) foi obtida por meio do desenvolvimento da técnica A, com emprego de radiação laser. O equipamento utilizado é um laser de estado sólido Nd:YAG, com comprimento de onda do infravermelho próximo (1,064 μm) e perfil de distribuição de energia gaussiano. Foram utilizados os materiais 1, 2 e 3. O emissor seletivo na região n+ frontal foi obtido por meio de duas técnicas (B e C), ambas com a utilização de difusão por laser: A melhor configuração de emissor seletivo para a técnica B apresentou resistência de folha da ordem de 17 Ω/⌁ e de 178 Ω/⌁, para as regiões n++ e n+, respectivamente. Para a técnica C, concluiu-se que a presença de óxido de silício rico em fósforo é necessária para obter o emissor seletivo. O melhor resultado em termos da resistência de folha foi de 20 Ω/⌁ (n++) e de 40 Ω/⌁ (n+).

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:54:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000445280-Texto+Completo-0.pdf: 9550362 bytes, checksum: 89bd2eb9be946101305ba1c7cc3020ee (MD5) Previous issue date: 2012 / The main goal of the solar cell industry is to obtain high efficiency and low production cost. One line of action is to increase the efficiency of industrial solar cell. The goal of this dissertation is to develop n+pn+ solar cells in p-type Si-Cz wafer, solar grade, with metallization by screen printing and to evaluate the influence of the n+ emitter and PV159 and PV16A silver pastes on cell efficiency. Parameters such as time, temperature of phosphorus diffusion, annealing, metal paste firing and antireflection coating thickness were optimized experimentally. We also evaluated the influence of the shadow factor metal grid, and the POCl3 concentration during P diffusion. For the metallization with the PV159 paste, it was concluded that the diffusion temperature (TD) of 875 °C and sheet resistance (R□) de 59 Ω/□ results in better efficiency of 13. 7 %. With the increase in TD to 900 °C it was found that all electrical parameters tend to decrease with increasing of R□ and the better efficiency obtained was 13. 4 %.It was verified that the annealing after the phosphorus diffusion hardly affects the efficiency of solar cells, however, slightly increases the junction depth. The belt speed and the temperature of the PV159 paste firing process resulting in higher efficiency and fill factor (FF) were 240 cm/min and 840 °C, respectively. It was shown that the reduction of the shadow factor from 9. 4 % to 8. 2 %, increased the JSC without decreasing the FF. With the PV16A paste, the TD of 875 °C results in efficiency of 13. 7 %, due to the elevated FF. However, with the reduction of TD to 850 °C, the FF is reduced due to the increase of R□. With the introduction of annealing step, the JSC decreased, but the FF increased, raising the efficiency from 10. 8 % to 13. 2 %. The use of POCl3 concentration of 0. 1 % without reducing O2 and N2 flows resulted in better efficiency for cells with PV16A paste, achieving 13. 9 %. Jointly with the increase of FF, the R□ decreased, limiting the JSC. The reduction of the gas flows led to lower values of JSC, due to the increase of "dead zone" thickness. For both pastes, the FF decreased with the increase of R□. / O principal objetivo da indústria de células solares é obter alta eficiência e baixo custo de produção. Uma das linhas de atuação é o aumento da eficiência de células solares industriais. O objetivo desta dissertação é desenvolver células solares n+pn+ em lâminas de Si-Cz do tipo p, grau solar, com metalização por serigrafia e avaliar a influência do emissor n+ e das pastas de prata PV159 e PV16A. Parâmetros como tempo, temperatura da difusão de fósforo, recozimento, processo de queima das pastas metálicas e espessura do filme antirreflexo foram otimizados experimentalmente. Também foi avaliada a influência do fator de sombra relativo à malha metálica, da concentração de POCl3 durante a difusão de fósforo. Para a metalização com a pasta PV159, concluiu-se que a temperatura de difusão (TD) de 875 °C e resistência de folha (R□) de 59 Ω/□ resultam na melhor eficiência de 13,7 %. Com o aumento da TD para 900 °C verificou-se que todos os parâmetros elétricos tendem a diminuir com o aumento da R□, e a melhor eficiência obtida foi de 13,4 %. Verificou-se que o recozimento após a difusão de fósforo praticamente não afeta a eficiência das células solares, porém, aumenta levemente a profundidade da junção.A velocidade de esteira e a temperatura de queima para a pasta PV159 que resultaram em maior eficiência e maior fator de forma (FF) foram, 240 cm/min e 840 °C, respectivamente. Comprovou-se que a diminuição do fator de sombra de 9,4 % para 8,2 %, aumentou a JSC sem reduzir o FF. Com a pasta PV16A, a TD de 875 °C resultou na eficiência de 13,7 %, devido ao elevado FF. No entanto, com a redução da TD para 850 °C, o FF sofre redução, devido ao aumento da R□. Com a introdução da etapa de recozimento, a JSC diminuiu, porém o FF aumentou, elevando a eficiência de 10,8 % para 13,2 %. A concentração de POCl3 de 0,1 % sem redução da vazão de O2 e N2 resultou na melhor eficiência para células com a pasta PV16A, de 13,9 %. Juntamente com o aumento do FF, a R□ diminuiu, limitando a JSC. A redução do fluxo dos gases levou a valores menores de JSC, devido ao aumento da espessura da “zona morta”. Para ambas as pastas, o FF reduziu-se com o aumento da R□.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:54:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000430141-Texto+Completo-0.pdf: 18949204 bytes, checksum: f61cc5ef0611744de4cd8b7f58b9f3d1 (MD5) Previous issue date: 2011 / Photovoltaic solar energy is the direct convertion of solar energy into electricity and it has low impact to the environment during electric energy production. The main device of this technology is the solar cell and silicon is the substrate most used. The solar cells are electrically connected and encapsulated in order to form the photovoltaic module. The aims of this thesis are to optimize, develop and to analyse n+np+ solar cells processed in n type Si-PV-FZ and with aluminum rear emitter formed in belt furnace. The optimization of solar cells by simulation is an important step before the device development. The software PC-1D and another program developed using Visual Basic language were used. Considering a metal grid formed by evaporation technique in vaccum ambient an efficiency of 16. 8 % may be achieved. With screen printed grid, 15. 8 % efficient solar cells were obtained. From the simulation results it was found that the screen printing metallization may become more viable than evaporation technique because there is low difference in the efficiency and the screen printing is a simpler technique. The experimental optimization of silicon wafers texture process resulted in reflectance of 12 %. This value is tipical for monocrystalline silicon with textured surface. Experimental optimization of phosphorus front surface field shows a sheet resistance of (36 ± 4) `/ı for this region. This region was formed in a thermal step in a conventional furnace with POCl3. It was found that after the phosphorus diffusion occurred gettering to specific temperature and time. It was verified that the minority carrier lifetime in the final of processing is similar to the initial value. The influence of steps sequence of front silver paste firing and rear diffusion/firing aluminium paste, of surface passivation and the influence of dry air flow during the aluminium paste diffusion/firing, of aluminium paste diffusion/firing temperature and of belt speed under the fabricated devices electric characteristics were analysed. The aluminum rear emitter n+np+ silicon solar cells resulted in efficiencie up to 9,5 %. The best solar cells were processed under 900 °C to aluminium paste diffusion/firing and belt speed of 140 cm/min. The efficiency is limited by low values of VOC and FF reached. It was also verified that the local rear emitter formation results in solar cells with higher efficiency than those with homogeneous emitter. / A produção de energia elétrica diretamente a partir da conversão da energia solar, denominada de energia solar fotovoltaica, ganha destaque pelo baixo impacto ambiental. O principal dispositivo desta tecnologia é a célula solar, sendo o material mais utilizado o silício. As células solares são associadas eletricamente e encapsuladas com a finalidade de formar o módulo fotovoltaico. Os objetivos desta tese estão centrados na otimização, no desenvolvimento e na análise de células solares n+np+ em Si-FV-FZ, tipo n, com emissor posterior p+ formado pela difusão de pasta de alumínio em forno de esteira. A otimização por simulação de uma célula solar é uma etapa importante que precede o desenvolvimento do dispositivo. Nesta etapa, além de utilizar o programa computacional PC-1D foi criado um programa na linguagem Visual Basic, denominado MonoCel. Para a simulação de células solares com malha de metalização formada por evaporação em alto vácuo obteve-se a eficiência de 16,8 %, valor 1 % absoluto maior que para o caso da malha de metalização ser formada por serigrafia, que foi de 15,8 %. A partir dos resultados das simulações, constatou-se que o processo para fabricação de células solares com metalização por serigrafia pode ser mais viável que a evaporação em alto vácuo, pois a diferença na eficiência não é elevada e a técnica é relativamente mais simples. A otimização experimental do processo de texturação das lâminas de silício resultou na refletância de 12 %, valor típico para uma superfície formada por micropirâmides em silício monocristalino. Com a otimização experimental da região de campo retrodifusor frontal de fósforo, foi obtido um valor de resistência de folha de (36 ± 4) Ω/□ a partir da difusão de fósforo com POCl3 em forno convencional. Constatou-se que após a difusão de fósforo, ocorreu gettering para temperatura e tempos específicos. Também se verificou que o tempo de vida dos portadores minoritários ao final do processamento das células solares é ligeiramente maior que o valor inicial. Foi analisada a influência da ordem dos passos de queima da pasta de metalização na face frontal e de difusão/queima da pasta de alumínio, da passivação 27 da superfície, do fluxo de ar seco no passo de difusão/queima da pasta de alumínio, da temperatura de difusão/queima da pasta de alumínio e da velocidade da esteira nas características elétricas dos dispositivos fabricados. Com o processo de fabricação de células solares com estrutura n+np+ com emissor posterior localizado de alumínio foram obtidas células solares com eficiência próxima a 9,5 %. As melhores células solares foram processadas na temperatura de difusão/queima da pasta de alumínio de 900 °C e velocidade da esteira de 140 cm/min. A eficiência está limitada pelos baixos valores de VOC e FF alcançados. Também se verificou que a formação do emissor posterior localizado resulta em células solares com maior eficiência que o emissor homogêneo.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:54:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000438708-Texto+Completo-0.pdf: 1265102 bytes, checksum: 1d86058013f27ca81544706e2f78b901 (MD5) Previous issue date: 2012 / The aim of this thesis was to develop and compare methods for the formation of the back surface field and emitter with boron using n-type and p-type solar-grade Si-Cz wafers as well as analyze and optimize a manufacturing process of solar cells with structure n+pp+ and back surface field formed by boron. The highly doped p+ region was formed by spin-on deposition of the liquid dopants PBF15 and PBF20 and diffusion in standard quartz tube furnace. It was found that with diffusion at 900 °C, it is possible to obtain the suitable sheet resistance to form the emitter. However, to form the back surface field, the boron diffusion should be implemented at 1000 °C. For both temperatures, the sheet resistance obtained in n-type substrate is higher than that measured in p-type wafers, independent of diffusion time. Boron diffusion, in general, increases the minority carrier lifetime (τ) in p-type wafers and it decreases in n-type substrates. However, the average value after the boron diffusion is high in n-type samples, because the initial value of τ in this type of substrate is approximately 150 % higher than in p-type wafers. The results are similar for both dopants evaluated and they are slightly better for the dopant PBF20. The best bulk minority carrier lifetime after the boron diffusion occurred to the temperature of 1000 °C and diffusion time of 20 minutes for both types of substrates. In the optimization of the fabrication process, it was found that the type of gas at the entrance of the wafers in the quartz tube to phosphorus diffusion slightly influences the efficiency of solar cells and the best results were found for the oxidation times of 30 minutes and 40 minutes. The firing temperature of the metallization pastes of 830 °C gave the highest efficiency of 13,7 % for the belt speed of 200 cm/min, due to the increased fill factor. The better efficiency was obtained to phosphorus diffusion temperature of 920 °C. The efficiency obtained with the dopant PBF25 is slightly higher than that obtained with dopant PBF20 due to the small difference in fill factor and short-circuit current density. The greater efficiency of 14. 1% was obtained with this dopant. The reduction in the percentage area of the metal grid on the back side of 52. 5 % to 9. 4 %, slightly affects the performance of solar cells. With the increase of the solar cell area from 4 cm2 to 61. 58 cm2, the efficiency decreased from 14. 2 % to 13. 0 % due to the reduction of the short-circuit current density. Solar cells with back surface field formed by aluminum efficiency reached 15. 4 % and devices presented higher shortcircuit current density. The developed cells with back surface field formed by boron diffusion presented higher open circuit voltage, thus demonstrating that cells with p+ back surface field formed with boron was more effective. / O objetivo desta tese foi desenvolver e comparar processos para a formação do campo retrodifusor e do emissor com boro em substratos de silício Czochralski (Si-Cz) tipo n e tipo p grau solar, bem como otimizar e analisar um processo de fabricação de células solares com estrutura n+pp+ e campo retrodifusor formado por boro. A região altamente dopada p+ foi formada pela deposição por spin-on dos dopantes líquidos PBF15 e PBF20 e posterior difusão em forno convencional. Verificou-se que com difusão a 900 °C foi possível obter a resistência de folha adequada para formar o emissor. Porém, para formar o campo retrodifusor a difusão deveria ser implementada a 1000 °C. Para as duas temperaturas avaliadas, a resistência de folha em substratos tipo n foi maior que em substratos tipo p, independente do tempo de difusão. Constatou-se que a difusão de boro, em geral, aumenta o tempo de vida dos portadores minoritários (τ) na base em amostras tipo p e diminui em substratos tipo n. Porém, como o valor do τ inicial é aproximadamente 150 % maior em amostras do tipo n que em tipo p, o valor médio após a difusão de boro é maior neste tipo de substrato. Os resultados são similares para os dois dopantes avaliados, sendo ligeiramente melhores para o dopante PBF20. O melhor valor de τ na base após a difusão de boro ocorreu para a temperatura de 1000 °C e tempo de difusão de 20 minutos, para os dois tipos de substratos. Na otimização do processo de fabricação, verificou-se que o tipo de gás na entrada das lâminas no tubo de quartzo para a difusão de fósforo influencia muito pouco na eficiência das células solares e que os melhores resultados foram encontrados para os tempos de oxidação de 30 minutos e 40 minutos. Para a temperatura de queima das pastas de metalização de 830 °C obteve-se a maior eficiência de 13,7 % para a velocidade de esteira de 200 cm/min, devido ao aumento no fator de forma. Constatou-se que a melhor eficiência foi obtida para a temperatura de difusão de fósforo de 920 °C. A eficiência obtida com o dopante PBF25 é um pouco maior que a obtida com dopante PBF20 devido à pequena diferença no fator de forma e na densidade de corrente de curto-circuito. A maior eficiência, de 14,1 % foi obtida com este dopante. A redução do percentual da área da malha de metalização na face posterior de 52,5 % para 9,4 %, praticamente não afeta o desempenho das células solares. Com o aumento da área das células solares de 4 cm2 para 61,58 cm2, a eficiência diminuiu de 14,2 % para 13,0 % devido ao decréscimo da densidade de corrente de curto-circuito. Células solares com campo retrodifusor de alumínio atingiram a eficiência de 15,4 % e apresentaram maior densidade de corrente de curto-circuito. As células desenvolvidas com campo retrodifusor de boro apresentaram tensão de circuito aberto maior, demonstrando que o campo retrodifusor nas células com região p+ formada com boro foi mais eficaz.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:54:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000407094-Texto+Completo-0.pdf: 2537836 bytes, checksum: f586d6566f591ca83834bce9d1c5232b (MD5) Previous issue date: 2008 / The aim of this work was to manufacture and to characterize prototypes of flat static concentrator modules, called MEC-P. This concentrator consists of strings of bifacial cells and a white reflecting plane. Then the reflected radiation can reach the rear face of the bifacial cells. Two prototypes had been manufactured: prototype A, with 615 mm x 315 mm x 60 mm, and prototype B, with 615 mm x 365 x mm x 60 mm, considering length, width and height. These dimensions are based on previous work of optimization of the MEC-P, and the difference between prototype A and prototype B is the distance between the most external string and the edge of the module. Commercial white paints had been tested on the reflecting plane. The best result is achieved with the paint named Hammerite®, with averaged reflectance above 90 % for wavelengths from 400 nm to 1050 nm. The selected paint was aged in external conditions and in an ultraviolet radiation accelerated aging chamber. It was observed a reflectance degradation from its original value after exposure to ultraviolet radiation. Nevertheless, when the sample painted was exposured to UV radiations under a glass plate laminated with ethylene vinyl acetate (EVA), the reflectance of the samples remained the same. The prototypes had been installed in Porto Alegre, 48º tilted to the horizontal, with the strings toward east-west or north-south. To characterize the prototypes, solar cells had been installed to measure the incident irradiance in six regions oh the prototypes and to evaluate the operating temperature. Taking into account the optical concentration (COP) for the worst irradiance on the rear face of the bifacial cell, we observed that the prototype B with strings toward the north-south shows the larger COP and mainly, constant during the period with higher irradiance for cloudless days. MEC-P prototypes presented operating temperatures from 15 ºC to 26 ºC above the ambient temperature, similar to the temperature in conventional modules. / O objetivo deste trabalho foi fabricar e caracterizar protótipos do módulo concentrador estático plano, denominado de MEC-P. Este concentrador é constituído de tiras de células solares bifaciais e um plano refletor difuso branco. A radiação refletida pelo sistema óptico alcança a face posterior das células bifaciais, resultando em uma concentração óptica da ordem de 1,5. Dois protótipos foram fabricados: o protótipo A, com dimensões de 615 mm x 315 mm x 60 mm, e o protótipo B, com 615 mm x 365 mm x 60 mm. As dimensões usadas estão baseadas em trabalhos anteriores de otimização do MEC-P, sendo que a diferença entre o protótipo A e o protótipo B é a distância entre a tira mais externa e a borda do módulo. Tintas brancas comerciais foram testadas para serem utilizadas no plano refletor e encontrou-se a tinta Hammerite®, com refletância média acima de 90 % na faixa de comprimentos de onda de 400 nm a 1050 nm. A tinta selecionada foi envelhecida em condições externas e em câmara de envelhecimento acelerado por radiação ultravioleta. Observou-se que a tinta sofreu degradação de sua refletância após o teste com radiação ultravioleta, mas quando colocada sob uma chapa de vidro laminada com acetato de vinila, a refletância das amostras não se alterou. Os protótipos foram instalados em Porto Alegre, com ângulo de inclinação em relação a horizontal de 48º e com as tiras orientadas no eixo leste-oeste ou nortesul. Para caracterizar os protótipos, células solares foram instaladas para medição da irradiância incidente em seis regiões dos mesmos e para avaliação da temperatura de operação. Considerando como parâmetro de comparação a concentração óptica (COP) para a pior condição de irradiância na face posterior das células bifaciais, observou-se que o protótipo B com as tiras orientadas no eixo norte-sul apresentou a maior COP e, principalmente, constante durante o período de maior irradiância em dias sem nuvens. Os protótipos do MEC-P apresentaram temperaturas de operação de 15 ºC a 26 ºC acima da temperatura ambiente, similar a encontrada em módulos convencionais.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:19Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-02-04Bitstream added on 2014-06-13T19:25:43Z : No. of bitstreams: 1 oliveira_ef_me_bauru.pdf: 5543085 bytes, checksum: 90e82da3ce30b958035782b939b534c5 (MD5) / Hoje existe uma necessidade de novos polímeros com propriedades ajustadas para utilização em camadas ativas de céluas solares, uma vez que os materiais mais utilizados ainda não são eficientes, nem suficientemente estáveis, de modo que possam substituir os dispositivos de silício. O poli(3-hexiltiofeno) (P3HT), é um polímero amplamente utilizado em dispositivos fotovoltaicos, e muito importante em células solares. Tem sido relatado modificações na posição 4 das suas unidades monoméricas que levaram a novos polímeros com propriedades diferentes daquele sem modificações. O trabalho que será apresentado visou estudar as propriedades estruturais e ópticas do P3HT e possíveis alterações ocorridas devido às modificações realizadas na posição 4 de suas unidades monoméricas. Tal estudo utilizou ferramentas de cálculo de estrutura eletrônica de materiais, com os métodos PM6 e DFT. Concluímos que o P3HT em solução e no estado sólido não é plantar. Com o nosso modelo para o P3HT, através da conjunção dos métodos ZINDO-S/CIS, obtivemos um pico de absorção óptica teórico em clorofórmio de aproximadamente 385 nm, sendo este em boa concordância com o valor experimental. Em relação às substituições químicas, estudamos teoricamente 15 derivados de P3HT e os cálculos indicaram que é possível obter compostos com uma diminuiçao significativa do gap com estabilidade e solubilidade similares à do P3HT, principalmente com a ligação do átomos de oxigênio ou grupos orgânicos conjugados ao anel tiofênico / Today there is a need new polymers with properties adjusted for use in active layers of solar cells since the most employed materials still are not efficient nor stable enough so that they can replace the silicon devides. The poly(3-hexylthioplene) (P3HT), is a polymer widely used in photovoltaic devices, and very important in solar cells. It has been reported modifications at position 4 of its monomeric units that led to new polymers with different properties than the pristine one. The work that will be presented aimed to study the structural and optical properties of P3HT and possible changes due to chemical substitutions made in position 4 of the monomer units. This study used tools calculating the electronic structure materials, with PM6 and DFT methods. We conclude that the P3HT, in solution and in the solid state, is not planar. With our model for the P3HT, through the combinations of the ZINDO-S/CIS methods, we obtained a theoretical optical absorption peak in chloroform of about 385 nm, in good agreement with the experimental value. In relation to the chemical substitutions, we studied 15 derivatives of P3HT and the calculations indicated that it is possible to obtain compunds with a significant decrease in the gap with stability and solubility similar to that of P3HT, especially with the binding of oxygen atoms or conjugated organic groups to the thiophenic ring

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Os objetivos deste trabalho foram sintetizar, caracterizar e empregar como corantes sensibilizadores os complexos [Ru(dcbpy)(bpy)(bqdi)], [Ru(dcbpy)(bpy)(bqdi-Cl)] e cis-[Ru(H2dcbpy)(bpy)(nic)Cl]PF6, em que H2dcbpy e dcbpy sÃo, respectivamente, o ligante 4,4â-dicarboxi-2,2â-bipiridina e sua forma deprotonada, bpy à 2,2â-bipiridina, bqdi à 1,2-benzoquinonadiimina, bqdi-Cl à 4-cloro-1,2-benzoquinonadiimina e nic à nicotinamida. Os complexos sintetizados foram caracterizados por tÃcnicas espectroscÃpicas e eletroquÃmica. Os espectros UV-vis apresentaram bandas na regiÃo do visÃvel (aproximadamente 520 nm) atribuÃdas a transiÃÃes do tipo MLCT com mÃximos diferentes do complexo de partida devido à modificaÃÃo da esfera de coordenaÃÃo. Os espectros vibracionais na regiÃo do infravermelho mostraram bandas caracterÃsticas do composto de partida e dos ligantes. Os espectros de RMN 1H obtidos para os compostos com bqdi e bqdi-Cl mostraram sinais referentes aos prÃtons destes ligantes coordenados na forma oxidada. A voltametria cÃclica mostrou processos relativos ao par redox RuIII/II positivamente deslocados em relaÃÃo ao composto de partida, apresentando-se irreversÃveis para os complexos contendo os ligantes bqdi e bqdi-Cl e quasi-reversÃvel para o complexo de nicotinamida. Foram montadas DSSCs utilizando os complexos sintetizados como sensibilizadores. Para os complexos [Ru(dcbpy)(bpy)(bqdi)] e [Ru(dcbpy)(bpy)(bqdi-Cl)], observou-se que nÃo houve conversÃo de luz em corrente elÃtrica. Para o complexo cis-[Ru(H2dcbpy)(bpy)(nic)Cl]PF6, verificou-se um potencial de circuito aberto de 610 mV, uma corrente de curto-circuito de 2,4 mA cm-2 e um fator de preenchimento de 0,73. Estes valores sÃo inferiores aos obtidos para o corante N3 nas mesmas condiÃÃes experimentais, mas sÃo indicativos promissores que demonstram que este complexo deve ser melhor investigado como sensibilizador em CÃlulas Solares Sensibilizadas por Corante. / Dye-Sensitized Solar Cells (DSSCs) are devices capable of converting light into electricity. DSSCs are based on the absorption of light by a dye, which injects electrons into the conduction band of a semiconductor. This study aims to synthesize, characterize and employ as sensitizers the complexes [Ru(dcbpy)(bpy)(bqdi)], [Ru(dcbpy)(bpy)(bqdi-Cl)] and cis-[Ru(H2dcbpy)(bpy)(nic)Cl]PF6, where H2dcbpy and dcbpy are, respectively, 4,4â-dicarboxy-2,2â-bipyridine and its deprotonated form, bpy is 2,2â-bipyridine, bqdi is 1,2-benzoquinonediimine, bqdi-Cl is 4-chloro-1,2-benzoquinonediimine and nic is nicotinamide. The complexes were characterized by spectroscopic and electrochemical techniques. These complexes showed broad metal-to-ligand charge transfer (MLCT) absorptions bands at about 520 nm. 1H NMR spectra for the compounds with bqdi and bqdi-Cl showed peaks consistent with the respective oxidized form. Cyclic voltammetry showed a significant positive shift in redox potential for the RuIII/II redox couple in comparison to the starting material. The photovoltaic performances of the solar cells based on these complexes are under investigation. The results for the sensitizers [Ru(dcbpy)(bpy)(bqdi)] and [Ru(dcbpy)(bpy)(bqdi-Cl)] were not promising. On the other hand, the results for cis-[Ru(H2dcbpy)(bpy)(nic)Cl]PF6 revealed a short-circuit current density of 2.4 mA cm-2, an open-circuit voltage of 610 mV and a fill factor of 0.73 under standard AM 1.5 sunlight. These results were lower than that obtained to N3, but it shows that this complex needs further investigation.

Os reservatórios de águas, tais como rios e lagos são de extrema importância a manutenção da vida através do fornecimento de água para as necessidades básicas dos seres humanos. Além disso, também servem como destino final dos subprodutos das atividades humanas através dos efluentes domésticos e industriais. Em razão de possuírem duas funções opostas é necessário o desenvolvimento de tecnologias capazes de minimizar o impacto poluidor dos subprodutos das atividades humanas. O tratamento por processos convencionais nem sempre é eficiente, por isso os processos oxidativos avançados tem sido o foco de vários estudos. Dentre esses processos a fotocatálise heterogênea tem se destacado. Esta dissertação de mestrado descreve a avaliação do Ag3PO4 como catalisador no processo de fotocatálise heterogênea visando à degradação do poluente modelo fenol. O trabalho avaliou primeiramente o material na degradação do fenol em presença de uma fonte de irradiação artificial de xenônio. Na ausência de oxigenação do sistema, houve uma melhora na taxa média de degradação utilizando o catalisador Ag3PO4 comparado ao TiO2 P25. Com 120 minutos de reação pode ser observada a degradação total do fenol utilizando o catalisador Ag3PO4, enquanto, utilizando o TiO2 P25, foi possível observar menos de 30% de degradação no mesmo tempo. Além dos testes com luz artificial, foram feitos testes utilizando um reator solar do tipo CPC para comparar os resultados. Considerando algumas dificuldades encontradas foi possível obter resultados satisfatórios em relação à utilização do Ag3PO4 em fotorreatores solares. Para obter melhores resultados comparativos seria necessário modificações no sistema utilizado, como o aumento na vazão, para tentar utilizar efetivamente toda a massa de catalisador, pois no sistema utilizado ocorre sedimentação de parte da massa utilizada. Os resultados foram positivos indicando a possibilidade de ativar o catalisador Ag3PO4 com radiação solar, o que indica um caminho importante no desenvolvimento de tecnologia para processos de fotodegradação catalítica em reatores solares. / Water reservoirs, such as rivers and lakes are extremely important to maintain life through the provision of water for basic needs of human beings. Moreover, they also serve as the final destination of the byproducts of human activities such as domestic and industrial effluents. Since they have opposite functions it is necessary to develop technologies capable of minimizing the pollution impacts of the byproducts of human activities. Since the treatment of waste waters by conventional processes is not always effective, advanced oxidation processes have been the focus of several studies. Among these processes, heterogeneous photocatalysis has found an outstanding rule. This study aims at an evaluation of Ag3PO4 as a catalyst in the heterogeneous photocatalysis to degrade phenol dissolved in water. Phenol-in-water solutions has been adopted as a model contaminant in this study. The performance of the catalyst was evaluated using a xenon lamp as the source of artificial irradiation. In the absence of oxygenation, total degradation of phenol was observed in 120 minutes of reaction using the Ag3PO4 catalyst, while only 30% of the initially contained phenol was degraded when the conventional TiO2 P25 catalyst was used. Tests were also carried out in a solar reactor with CPC type collectors. These tests indicated that the Ag3PO4 catalyst can be a feasible alternative to conventional catalysts. The tests also indicated the need for further development of the catalyst production process, in order to generate smaller particles, with less tendency to settle down, and with larger specific surface area, The results were positive indicating the possibility of activating the catalyst Ag3PO4 with solar radiation, which indicates an important pathway in the development of technology for catalytic photodegradation in solar reactors.

Made available in DSpace on 2014-06-12T16:31:45Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo6188_1.pdf: 1800807 bytes, checksum: 83b21b32c48aa637f5347aaa7287e8bb (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2007 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A exposição crônica da pele a radiação ultravioleta (UV) solar pode causar vários danos a pele dependendo da quantidade, forma da radiação UV e tipo de indivíduo exposto. Os danos incluem queimaduras solares, estresse oxidativo e fotoenvelhecimento. O fotoprotetor minimiza agressões cutâneas contribuindo, inclusive, para prevenir doenças graves como o câncer de pele. Sendo assim, é de grande importância para saúde pública. Fontes naturais de antioxidantes fornecem novas possibilidades para tratamento e prevenção de doenças provocadas pela radiação UV. A flora brasileira é rica em plantas medicinais, onde são amplamente encontrados antioxidantes. A atividade antioxidante dos ácidos anacárdicos, presentes no Anacardium occidentale, provém em grande parte da sua capacidade de inibir diversas enzimas oxidativas, dentre elas a xantina oxidase. Estas oxidases produzem radicais livres no corpo humano. No desenvolvimento de protetores solares, o formulador busca definir uma formulação que apresente o máximo de aproveitamento das matérias-primas, racionalizando o qualitativo e o quantitativo de cada item com o objetivo de obter um produto adequado dentro dos parâmetros de eficácia, inocuidade, relação custo/benefício e aceitação pelo consumidor. Portanto, através dos estudos realizados, comprova-se que o extrato de Anacardium occidentale pode potencializar a ação dos filtros UVB (290 a 320 nm), bem como reduzir eventuais contaminações microbianas presentes em preparações cosméticas, auxiliando na conservação das mesmas. Sendo portanto uma matéria prima de origem vegetal versátil para formuladores cosméticos

Submitted by Irene Nascimento (irene.kessia@ufpe.br) on 2017-03-08T18:16:41Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação Katyane 2.pdf: 4899390 bytes, checksum: 591b77920f0440069d4c7a3d4ec83b37 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-08T18:16:41Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação Katyane 2.pdf: 4899390 bytes, checksum: 591b77920f0440069d4c7a3d4ec83b37 (MD5) Previous issue date: 2013-02-26 / Facepe e Capes / A radiação UV compreende uma região do espectro eletromagnético e é classificada conforme o comprimento de onda em: UVC (100-290 nm), UVB (290-320 nm) e UVA, UVA2 (320-340 nm) e UVA1 (340-400nm). Apesar de serem responsáveis pela maioria dos efeitos benéficos, também o são pelos efeitos prejudiciais e, mesmo tendo o organismo humano desenvolvido mecanismos de defesa, estes não são suficientes, por isso o uso de preparações fotoprotetoras tornou-se essencial. A associação de filtros solares, apesar de ser uma forma usual para aumentar os valores do fator de proteção solar (FPS) destas preparações, ocasiona uma série de problemas, como irritação, reações fototóxicas e alérgicas. Em vista disso, o objetivo desse estudo foi o uso de bentonitas como filtro físico para associação a filtros químicos UVA - avobenzona (AVO), UVB - metoxicinamato de etilexila (EHMC) ou de amplo espectro - oxibenzona (OXI). A escolha da bentonita justifica-se, além de ser um recurso natural, por sua estrutura lamelar, podendo gerar compostos de intercalação, o que pode proteger o filtro químico do sol, prolongando sua ação, e a pele do filtro solar. Foram produzidos, então, via solução, sistemas de cada filtro químico supracitado com bentonita sodica (SB) ou organofílica (OB), em diferentes proporções, obtidos por centrifugação [C] ou evaporação rotativa [R]. O rendimento dos produtos foi calculado indiretamente por espectrofotometria do sobrenadante dos centrifugados, de forma que foram escolhidas as proporções de maior rendimento de cada sistema, [C] e [R], para serem caracterizados. Os melhores sistemas com os respectivos rendimentos foram os seguintes: AVO-SB 3:1 (63 ± 1%); AVO-OB 2:1 (51 ± 1%); EHMC-SB 0,5:1 (79 ± 1%); EHMC-OB 0,5:1 (82 ± 1%); OXI-SB 1:1 (59 ± 2%); OXI-OB 1:1 (58 ± 1%). Os produtos foram caracterizados por difração de raios X (DRX), análise termogravimétrica (TG), calorimetria exploratória diferencial (DSC), espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e microscopia eletrônica de transmissão (MET), os quais, de forma geral, confirmaram a formação dos compostos de intercalação. Para análise dos valores de FPS in vitro, todos os filtros foram incorporados em uma emulsão-base a 2,5%, em sua forma pura ou intercalada em bentonita. As preparações mostraram-se estáveis pelo teste de estabilidade preliminar e com valores de pH em conformidade com a via tópica. Os dados de transmitância revelaram um aumento significativo do FPS em todos os compostos de intercalação de AVO, se comparado ao filtro puro (0,7 ± 0,5), destacando-se o sistema AVO-OB [C] (17 ± 2); com o EHMC, mais uma vez o sistema com OB [C] se destacou (17 ± 1 versus 8 ± 1 para o EHMC puro), tendo sido o único, nesse caso, a ter um aumento significativo; os resultados dos compostos de intercalação contendo OXI não mostraram diferença nos valores de FPS, provavelmente porque o FPS da OXI pura já é bem alto (19 ± 3), pelo contrário, o sistema OXI-SB [C] reduziu o FPS (12 ± 0,5). Os resultados mostraram a viabilidade da formação de compostos de intercalação filtros solares – bentonita e da utilização, em especial, da OB em formulações fotoprotetoras. / UV radiation comprises a region of the electromagnetic spectrum and is classified as wavelength: UVC (100-290 nm), UVB (290-320 nm) and UVA UVA2 (320-340 nm) and UVA1 (340-400 nm). Despite being responsible for the most beneficial effects, so are the harmful effects and even having the human organism developed defense mechanisms, these are not enough, so the use of sunscreen preparations became essential. The combination of sunscreens, despite being a usual way to increase the values of the sun protection factor (SPF) of these preparations, causes a number of problems, such as irritation, allergic and phototoxic reactions. In view of this, the objective of this study was the use of bentonite as a physical filter for joining chemical filters UVA - avobenzone (AVO), UVB - methoxycinnamate etilexila (EHMC) or broad-spectrum - oxybenzone (OXI). The choice of bentonite is justified, besides being a natural resource for its lamellar structure, which can generate intercalation compounds, which can protect the chemical filter the sun, prolonging its action, and the skin of sunscreen. Produced were then via solution, each filter chemical systems above with sodium bentonite (SB) or organophilic (OB), in different proportions, obtained by centrifugation [C] or rotary evaporation [R]. The yield of the products was calculated indirectly by spectrophotometry of the supernatant centrifuged, were chosen so that the proportions of each system higher yield, [C] and [R], to be characterized. The best systems with their yields were as follows: AVO-SB 3:1 (63 ± 1%); AVO-OB 2:1 (51 ±2%); EHMCSB 0.5:1 (79 ± 1%); EHMC-OB 0.5:1 (82 ± 1%); OXI-SB 1:1 (59 ± 2%); OXI-OB 1:1 (58± 1%). The products were characterized by X-ray diffraction (XRD), thermogravimetric analysis (TG), differential scanning calorimetry (DSC), infrared spectroscopy Fourier transform (FTIR) and transmission electron microscopy (TEM), which so Generally, confirmed the formation of intercalation compounds. For analysis of in vitro SPF values, all filters were incorporated into an emulsion base 2.5% in pure form or interleaved bentonite. The preparations were stable for preliminary stability test with pH values in accordance with topically. The transmittance data revealed a significant increase in FPS in all intercalation compounds of AVO, compared to pure filter (0.7 ± 0.5), highlighting the AVO-OB system [C] (17 ± 2); with EHMC, again with the system B [C] is highlighted (17 ± 1 versus 8 ± 1 for pure EHMC), being the only, in which case , to have a significant increase, the results of intercalation compounds containing OXI showed no difference in SPF values, probably because the SPF of pure OXI is already quite high (19 ± 3), in contrast, the system OXY -SB [C] reduced the FPS (12 ± 0.5). The results show the feasibility of the formation of intercalation compounds sunscreens - bentonite and use, especially in formulations of OB sunscreens.