Eletrodeposição De Filmes De Zno Para Produção De CÉlulas Solares

Tuanny Santos Frantz, Luciane Janice Venturini Da Silva, Lucio Strazzabosco Dorneles, André Gündel

Resumo


Introdução: Filmes finos de óxido de zinco (zno) vêm sendo estudados devido sua importância tecnológica, cujas aplicações incluem dispositivos ópticos eletrônicos, catalisadores, condutores transparentes, células fotovoltaicas. O zno pode ser usado como contato superior em células solares, pois além de ser semicondutor intrínseco ii-vi do tipo-n, apresenta alta transmitância óptica na região do visível e baixa resistividade elétrica. Filmes finos, por sua vez, sofrem grande influência do substrato na qual são crescidos. Por exemplo, efeitos na interface podem originar novas propriedades no material. Para exibir boas propriedades, os filmes finos devem possuir alta qualidade cristalográfica. Uma técnica usada para produção desses filmes é o magnetron sputtering. Apesar de se obter filmes com boa qualidade, essa é uma técnica relativamente cara. Uma técnica alternativa para deposição de filmes finos de zno é a eletrodeposição. É uma técnica de baixo custo, e que permite a produção de filmes de qualidade. Este trabalho tem como objetivo a produção de filmes de zno de alta qualidade por eletrodeposição, bem como a caracterização química e estrutural. Material e Métodos: Para a deposição dos filmes é utilizada a técnica potenciostática com três eletrodos (eletrodo de trabalho, contra-eletrodo e eletrodo de referencia). A solução adotada é a de nitrato de zinco hexahidratado 0.1m, utilizando água bidestilada e deionizada e reagentes p.a.. As deposições são realizadas em temperatura constante de 80 graus centígrados, sob agitação magnética. Como substratos são utilizados eletrodos de au(111)/mica, cdtrodo e au/ti/si. Para a determinação dos potenciais de deposição são realizadas voltametrias cíclicas. A caracterização estrutural dos substratos e dos filmes produzidos são obtidos por difração de raios-x. Filmes com diferentes potenciais de deposição e em diferentes tempos de deposição são depositados, com objetivo de estimar as taxas de deposição e determinar as espessuras. Imagens topográficas dos filmes produzidos serão obtidas por microscopia de força atômica. Resultados e Discussão: Curvas de voltametria cíclica e espectros de difração de raios-x são mostradas.Os resultados obtidos através de caracterização eletroquímica mostram um ótimo acordo com resultados prévios encontrados na literatura. Resultados de difração de raio-x nas amostras produzidas mostram a formação de filmes cristalinos de zno, mostrando que a técnica é eficiente na produção de amostras de zno de alta qualidade. Conclusões: Os resultados obtidos mostram a eficiência da técnica de eletrodeposição na produção de filmes finos de zno. As próximas etapas do trabalho contemplam a dopagem do zno e a deposição de outras camadas com o intuito de produzir células solares (sulfito de cádmio). Será estudada também a absorção da luz pelas amostras produzidas por métodos eletroquímicos. Orgão de Fomento: FAPERGS

Palavras-chave


células solares, filmes finos, eletrodeposição, óxido de zinco, difração de raios-x

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