Produção de células solares sensibilizadas por corante de mirtilo

Abstract

Neste trabalho são apresentados resultados da substituição do rutênio por mirtilo em células solares sensibilizadas por corante (DSSC) com o objetivo de reduzir os custos de fabricação e contribuir para redução da exploração mineral do rutênio. Atualmente, os painéis fotovoltaicos de primeira, segunda ou terceira geração são produzidos, em sua grande maioria, com metais como o rutênio que podem causar impactos para o meio ambiente e a saúde humana. Assim, este projeto de pesquisa propõe a substituição de corantes à base rutênio, utilizados em DSSCs, por corante orgânico extraído do mirtilo devido à sua coloração escura que permite a absorção das três faixas do espectro solar. O corante orgânico foi fabricado através de uma mistura com base de mirtilo diluído em álcool anidro, no qual a fruta foi cortada ao meio, imersa em álcool para assim ser misturada através de um agitador magnético (90 rpm 45°C), logo depois filtrada e armazenada em local refrigerado. Para avaliar a eficiência da solução, foram fabricadas amostras de testes com diferentes concentrações e analisadas no espectrofotômetro, a fim de identificar o comportamento das soluções de mirtilo nas faixas dos espectros e assim definir a amostra final que seria utilizada para construção da célula solar de teste. Após a coleta e análise de dados foram identificados padrões de comportamento nas amostras, concluindo que a absorbância obtida é proporcional à concentração da solução, ou seja, a de maior concentração absorverá mais radiação. Por se tratar de material orgânico imerso ao álcool, também foi realizado o estudo da oxidação da solução, onde foi avaliada uma diminuição mínima da eficiência após 4 meses de armazenamento num espaço refrigerado. As células serão montadas no Laboratório de Tratamento de Superfícies da UFSC Joinville, sendo compostas por um eletrodo de TiO2 sensibilizado no corante de mirtilo e um contra-eletrodo com pasta de platina, ambos com óxido condutor na face de contato e uma solução eletrolítica de iodo entre eles, a célula será selada com um selador termoplástico e depois feita medição de corrente-tensão para avaliar quanto está sendo produzido.