Confecção de Células de Grätzel com diferentes fontes naturais de pigmentos
Confecção de Células de Grätzel com diferentes fontes naturais de
pigmentos
Danilo T. Miyahira, Ivan A. Vencato, Kaique H. Mina, Luíz G. F. Ferreira, Marllon F. M. de
Farias Alves
Professor: Denise Criado Pereira de Souza, CCNH
Campus Santo André
Resumo
Produziu-se células fotovoltaicas sensibilizadas por pigmento testando-se
diferentes corantes naturais. O trabalho permitiu comparar de modo grosseiro, a
eficiência na conversão de luz em energia elétrica, de fontes de antocianinas,
betalaínas e da orelhena com bixina, , mas com conclusões importantes para
confecção das células.
INTRODUÇÃO
OBJETIVO
Células de Grätzel são células fotovoltaicas
desenvolvidas por um cientista de mesmo
nome no FIT-Zürich, na suiça.
Caracterizam-se por uma junção p-n, onde
a camada positiva é constituída por TiO2
misturado a um pigmento, a camada n é
feita de carbono depositado e uma solução
eletrolítica de KI é utilizada na transferência
de elétrons entre as camadas [1], seu
funcionamento pode ser observado na
figura 1.
Um dos fatores importantes na eficiência
deste tipo de célula fotovoltaica é a
eficiência com a qual o corante pode ceder
elétrons.
Verificar o funcionamento de células
fotovoltaicas de Grätzel, sensibilizadas com
Figura 1: funcionamento da célula, obtida de
AGNALDO,corantes
BASTOS, et al.,2006
. .
diferentes
naturais
METODOLOGIA
Cada célula foi feita com um par de placas
de vidro limpas em que se obtinha uma
IX Simpósio de Bases Experimentais das Ciências Naturais da Universidade Federal do ABC - 12 e 13 de agosto de 2011
Confecção de Células de Grätzel com diferentes fontes naturais de pigmentos
camada uniforme de tinta condutora de
prata e raspando-se uma trilha padronizada
de condutor em uma delas.
Aplicava-se uma suspensão de TiO2 em
vinagre e detergente com uma moldura
(padrão) na placa com a trilha desenhada,
formando uma camada uniforme que
secava e era aquecida a cerca de 300ºC.
A camada de carbono era obtida passando
uma placa com o condutor pela chama de
uma vela.
Aplicou-se corantes extraídos com álcool
através da pilagem de produtos naturais
(mirtilho, beterraba e urucum) na camada
de TiO2.
A placa secava e pingavam-se a tintura de
iodo, daí montando e testando as células
sob uma lâmpada e sob o Sol(fig. 2).
Fontes de antocianinas em geral não
apresentam outros pigmentos associados
[2], pode-se concluir que estas são as
melhores fontes de corante entre as
estudadas.
Todos os corantes foram eficazes, mas a
análise dos pigmentos em si, necessita de
um padrão rigoroso de montagem e a
separação individual dos pigmentos,
especialmente no caso da beterraba [3] e
do urucum [4]. O efeito da presença de
mais de um pigmento e a interferência de
outros compostos presentes nas fontes,
como açucares, minerais e óleos, não pôde
ser analisada.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
[1]AGNALDO, J.S.; BASTOS, J.B.V.;
CRESSONI, J.C.; VISWANATHAN, G.M.
Células solares de TiO2 sensibilizadas por
corante.Revista Brasileira de Ensino de
Física, v. 28, n. 1, p. 77 – 84. 2006.
Figura 2: Célula em teste
RESULTADOS E DISCUSSÃO
A tabela 1 mostra a potência elétrica
fornecida pelas células expostas a
diferentes fontes de luz.
Tabela 1 – Potências elétricas obtidas
Expostas a uma lâmpada
Expostas a luz do Sol
incandescente de 60 W
Colorau
0,004 mW/m²
Colorau
0,12 mW/m²
Beterraba
1,23 mW/m²
Beterraba
1,98 mW/m²
Mirtilo
1,36 mW/m²
Mirtilo
4,82 mW/m²
[2]WU, X.; GU, L.; PRIOR, R.L., McKAY, S.
Characterization of anthocyanins and
proanthocyanidins in some cultivars of
Ribes, Aronia, and Sambucus and their
antioxidant capacity.Journal of Agricultural
and Food Chemistry, v. 52, n. 26, p. 7846–
56. 2004.
[3]ZHANG, D.; LANIER, S.M.; DOWNING,
J.A. et al.Betalain pigments for dyesensitized
solar
cells.
Journal
of
Photochemistry and Photobiology A:
Chemistry, v. 195, n. 1, p. 72-80. 2008.
[4]DIAS, V.M.; PILLA, V.; ALVES, L.P.;
OLIVEIRA H.P.M.; MUNIN, V. Optical
Characterization in Annatto and Commercial
Colorific. Journal of Fluorescence, v. 21,
n.1, p. 415 – 21. 2011.
O mirtilho mostrou-se superior como fonte
de pigmentos numa elaboração simples de
células de Grätzel.
AGRADECIMENTOS
CONCLUSÕES
Agradecemos ao professor Erick Bastos
(UFABC) por valiosas sugestões, à IQBC
pelo TiO2 e a todos que contribuíram com o
projeto.
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