Programa de Pós-Graduação em Nanociência, Processos e Materiais Avançados

A Coordenação do Programa de Pós-Graduação em Nanociência, Processos e Materiais Avançados (PPGNPMat) – campus Blumenau tem a satisfação de convidar a comunidade acadêmica para assistir à Banca de Defesa de Mestrado do PPGNPMat, conforme segue:

A discente Giselen Lefer Padilha Renner realizará a sua defesa de dissertação de mestrado do PPGNPMat. A dissertação será defendida no dia 21 de dezembro de 2022 às 13h30min (por videoconferência) e tem como título: Obtenção de pontos quânticos de carbono via top-down e bottom-up para aplicação como fotossensibilizadores em uma tinta solar híbrida. O trabalho foi orientado pelo Prof. Dr. Eduardo Zapp e coorientado pela Profa. Dra. Lara Fernandes dos Santos Lavelli.

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Resumo: Pontos quânticos de carbono (C-dots) possuem propriedades optoeletrônicas, como absorção ótica na região do visível do espectro eletromagnético e geração de fotocorrente, o que os tornam promissores em aplicações em células fotovoltaicas. Podem ser obtidos por processos de sínteses simples e com um baixo custo de produção, além de não possuírem toxicidade quando comparados aos pontos quânticos de semicondutores inorgânicos. Nesse contexto, esse trabalho se propôs a testar dois diferentes métodos de síntese para produzir pontos quânticos de carbono, comparando as diferenças obtidas na estrutura e propriedade desses nanomateriais, e avaliar o seu uso como sensibilizador no fotoanodo de uma célula fotovoltaica. Para a síntese eletroquímica os pontos quânticos foram obtidos através da esfoliação eletroquímica de grafite, e na síntese hidrotérmica teve o ácido cítrico como precursor. Além disso, os pontos quânticos obtidos pela síntese hidrotérmica foram dopados com nitrogênio (ureia) e nitrogênio/enxofre (cisteína), de forma a compor no total um conjunto de três amostras diferentes. Foram avaliadas as propriedades ópticas dos pontos quânticos formados, bem como suas propriedades eletroquímicas, a sua morfologia e dispersão. As técnicas de caracterização utilizadas foram: Espectroscopia no Infravermelho com Transformada de Fourier (FT-IR) e Medidas de Fotoluminescência (PL) e Espectroscopia no ultravioleta ? visível (UV-Vis), além de Espalhamento Dinâmico da Luz (DLS), Voltametria cíclica (CV), além de Microscopia Eletrônica de Transmissão (TEM). Os C-dots obtidos foram incorporados ao óxido de titânio (TiO2), compondo uma tinta fotossensível usada para construir um fotoanodo híbrido C-dots/TiO2, e o sistema foi testado em uma configuração de célula sanduíche em um sistema fotovoltaico. A técnica usada para a caracterização e viabilidade do sistema fotovoltaico se deu através da medição de curvas de fotocorrente-tensão (j-V), sob irradiação artificial de uma lâmpada de luz quente de 3000 K (12 W de potência). As análises permitiram observar a formação de C-dots em todas as sínteses realizadas, com a formação de aglomerados. O nitrogênio foi identificado nas amostras dopadas, favorecendo a absorção em região menos energética do espectro eletromagnético. Foi possível observar que a propriedade de fluorescência é ajustável com os grupos de superfície. Todos os C-dots obtidos se mostraram promissores no uso como fotossensibilizadores em célula fotovoltaica, demonstrando propriedade de fotorresposta, com destaque para a amostra C-dot-U a qual, de forma geral, apresentou notáveis propriedades na maior parte das técnicas de análise empregadas.

Linha de pesquisa: Nanociência e Nanotecnologia

Orientador: Prof. Dr. Eduardo Zapp
Coorientadora: Profa. Dra. Lara Fernandes dos Santos Lavelli

Laboratório(s): Laboratório de Eletroquímica, Eletroanalítica e Sensores (LAEES)
Laboratório Central de Microscopia Eletrônica (LCME) – UFSC Florianópolis
B019 – Laboratório de Nanoestruturas Optoeletrônicas (LabNanO)
B021 – Laboratório de Análise Térmica e Espectroscopia (LTE)