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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.18.2013.tde-09102013-084924
Documento
Autor
Nome completo
Cristiano Ceron Jayme
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 2013
Orientador
Banca examinadora
Cavalheiro, Carla Cristina Schmitt (Presidente)
Gonzalez, Jose Pedro Donoso
Silva, Caio Marcio Paranhos da
Título em português
Membranas a base de DNA e DNA-PEDOT:PSS para células solares sensibilizadas por corante
Palavras-chave em português
DNA
DNA:PEDOT:PSS
DSSC
Impedância
Resumo em português
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.
Título em inglês
DNA and DNA-PEDOT:PSS membranes for dye-sensitized solar cells
Palavras-chave em inglês
DNA
DNA-PEDOT:PSS membranes
DSSC
Impedance
Resumo em inglês
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.
 
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Data de Publicação
2014-02-05
 
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