DEPOSIÇÃO DE FILMES FINOS DE N-TiO2 PARA APLICAÇÃO EM CÉLULAS SOLARES SENSIBILIZADAS POR CORANTE: EFEITO DA DOPAGEM NA GERAÇÃO DE ESTADOS ACEITADORES DE ELÉTRONS - Duarte, Diego Alexandre; Silva Sobrinho, Argemiro Soares da; Massi, Marcos (Anais Congresso Brasileiro de Energia Solar - CBENS, 2012)
Nos últimos anos, a célula solar sensibilizada por corante tornou-se uma promissora tecnologia para geração de eletricidade devido ao seu baixo custo modular, fácil fabricação, estabilidade termodinâmica e eficiência global acima dos 10%. Atualmente, diversos esforços têm sido realizados a fim de aumentar a eficiência de conversão desse dispositivo onde a dopagem do TiO 2 com nitrogênio substitucional tem apresentado resultados promissores. Entretanto, apesar da dopagem substitucional aumentar os processos de fotoexcitação e, consequentemente, a fotocorrente das células solares, promove também defeitos aceitadores de elétrons tanto na estrutura cristalina do TiO2 quanto na superfície do mesmo. Assim, nesse trabalho abordaremos o efeito da incorporação de nitrogênio nos processos de fotoexcitação e na geração de estados aceitadores de elétrons em filmes finos de TiO 2 onde estudos sobre a influência desses mecanismos no princípio de funcionamento das células solares são conduzidos através da análise das características elétricas desse dispositivo. Os resultados mostram que as células construídas com filmes dopados apresentam maior fotocorrente em curto-circuito em relação à obtida com a célula convencional. Por outro lado, a célula convencional apresenta maior valor para a tensão em circuito aberto. Essas observações experimentais indicam que a incorporação de nitrogênio aumenta tanto os processos de fotoexcitação quanto os processos relacionados à corrente no escuro. Esses efeitos são causados, respectivamente, pela inserção de estados N2p acima do topo da banda de valência e pelo aumento de defeitos aceitadores elétrons. Segundo dados de XPS, os defeitos aceitadores de elétrons estão associados à presença de vacâncias de oxigênio, nitrogênio intersticial e hidroxilas adsorvidas sobre a superfície do filme. Outros estudos como a influência dos níveis de dopagem nas propriedades óticas, estruturais e químicas dos filmes depositados, bem como, a influência do grau de cristalinidade na formação de defeitos aceitadores de elétrons também são tratados nesse trabalho.