O presente trabalho apresenta resultados de preparação, caracterização e aplicação de membranas de DNA e DNA-PEDOT:PSS como material transportador de buracos (HTM) em células solares sensibilizadas por corante (DSSC). As análises por UV-Vis das amostras revelaram 80% de transparência em 600 nm para o DNA-isolado e diminuindo para 62% em 550 nm para o DNA-2% PEDOT:PSS. As análises das amostras por FTIR revelaram os picos característicos tanto do DNA quanto do PEDOT:PSS, confirmando a incorporação deste último nas membranas. Os resultados de análises térmicas DSC evidenciaram a presença de Tg em -67ºC e o seu desaparecimento com a adição de PEDOT:PSS na formulação de HTM. As análises de TGA mostraram o aumento da estabilidade das amostras com a adição de PEDOT:PSS atingindo 200ºC. Todas as amostras apresentaram 19% de resíduos em 900ºC. As membranas a base de DNA também foram submetidas às medidas de condutividade iônica revelando o maior valor de 3,2x10-4 S/cm2 em temperatura ambiente e aumentando para 0,1x10-3 S/cm2 em temperatura de 75ºC, para a amostra de DNA-isolado. As amostras de DNA-PEDOT:PSS mostraram valores de condutividade de 4,67x10-5 S/cm2 para a amostra DNA -2% PEDOT:PSS, em temperatura ambiente e diminuíram com o aumento de porcentagem de PEDOT:PSS. Dos difratogramas de raios-X observou-se um aumento da cristalinidade das amostras com a adição de PEDOT:PSS sendo o maior valor encontrado de 77,8% foi para a amostra de DNA-10% PEDOT:PSS. As DSSCs apresentaram a diminuição de eficiência solar após a introdução de membranas de DNA de 2.04% para 1,49% fenômeno explicado em termos de aumento de reflectância e rugosidade das amostras que dificultou o transporte de carga e recombinação do par redox do eletrólito nas células solares sensibilizadas por corante. / This paper presents results of preparation, characterization and application of DNA and DNA-PEDOT:PSS-based membranes as hole-carrier material (HTM) in dye-sensitized solar cells (DSSC). The UV-Vis analysis of the samples revealed 80% of transparency at 600 nm for the isolated DNA and 62% at 550 nm for DNA-2% PEDOT:PSS. The FTIR analysis of the samples showed characteristic peaks of both the DNA and PEDOT:PSS, confirming its incorporation into membranes. The results of DSC analysis revealed the presence of Tg at -67ºC and its disappearance with the addition of PEDOT:PSS to the formulation of HTM. The TGA analysis showed increased stability of the samples with the addition of PEDOT:PSS reaching 200ºC. All samples showed 19% of ashes at 900ºC. The DNA-based membranes were also subjected to ionic conductivity measurements showing the highest value of 3.2x10-4 S/cm2 at room temperature and of 0.1x10-3 S/cm2 at 75ºC for the isolated DNA. Samples of DNA-PEDOT:PSS showed conductivity value of 4.67x10-5 S/cm2 for DNA-2% PEDOT:PSS sample at room temperature which decreased with increasing percentage of PEDOT:PSS. X-ray diffraction revealed an increase of the crystallinity of the samples with the addition of PEDOT:PSS and the highest value found was 77.8% for the sample of DNA-10% PEDOT:PSS. The DSSCs showed a reduction of solar efficiency from 2.04% to 1.49% after the introduction of DNA-based membranes. This phenomenon was explained in terms of increased reflectance and surface roughness of the samples that difficult the transport and recombination of charge carrier species.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:teses.usp.br:tde-09102013-084924 |
| Date | 12 July 2013 |
| Creators | Cristiano Ceron Jayme |
| Contributors | Agnieszka Joanna Pawlicka Maule, Jose Pedro Donoso Gonzalez, Caio Marcio Paranhos da Silva |
| Publisher | Universidade de São Paulo, Ciência e Engenharia de Materiais, USP, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP, instname:Universidade de São Paulo, instacron:USP |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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