Desenvolvimento e caracterização de cerâmicas ferroelétricas a base de (K Ba)(Nb Ni)O3 para potenciais aplicações fotovoltaicas

Autor

Ronaldo Crosio Gennari

 

1. Introdução e motivação do trabalho

2. Objetivos

3. Revisão da literatura

3.1. O desenvolvimento das células solares

3.1.1. A fonte solar

3.1.2. A física das células solares

3.1.3. As gerações de células solares

3.2. Ferroelétricos fotovoltaicos

3.2.1. A física dos ferroelétricos fotovoltaicos

3.2.2. Modelos teóricos para explicação do fenômeno

3.2.2.1. Modelos para o efeito fotovoltaico de volume

3.2.2.2. Modelo da parede do domínio

3.2.2.3. Modelo fotovoltaico baseado em spin eletrônico

3.2.3. Niobato de potássio dopado com bário e níquel

3.3. Espectro eletrônico de metais de transição 3D

3.3.1. Tipos de espectros

3.3.1.1. Espectros de absorção em metais de transição 3D

3.3.2. Esquemas de pareamento

3.3.2.1. Regras de pareamento L-S, degeneração e microestados

3.3.3. Regras de seleção

3.3.3.1. Mecanismos de ruptura das regras de seleção

3.3.4. Divisão dos níveis de energia e simbologia

3.3.5. Parâmetros de repulsão inter-eletrônicos

3.3.6. Estado eletrônico dos compostos de níquel

3.4. Absorção e cor em cerâmicas

4. Materiais e métodos

4.1. Efeito do teor de dopantes Ba⁺²/Ni⁺² e temperatura de sinterização

4.2. Efeito do tempo de sinterização

4.3. Efeito da fase cristalina do precursor Nb₂O₅

4.4. Técnicas de caracterização

4.4.1. Caracterização estrutural

4.4.2. Caracterização microestrutural

4.4.3. Caracterização das propriedades dielétricas

4.4.4. Caracterização das propriedades ópticas

4.4.5. Caracterização das propriedades fotovoltaicas

5. Resultados e discussões

5.1. Efeito do teor de dopantes Ba⁺²/Ni⁺² e da temperatura de sinterização

5.1.1. Caracterização estrutural e densidades

5.1.1.1. Difratometria de raios X dos pós calcinados

5.1.1.2. Difratometria de raios X dos corpos cerâmicos

5.1.1.3. Dilatometria das cerâmicas

5.1.1.4. Espectroscopia por espalhamento Raman

5.1.1.5. Densidade das cerâmicas

5.1.2. Caracterização microestrutural

5.1.3. Caracterização das propriedades dielétricas

5.1.4. Caracterização das propriedades ópticas

5.1.4.1. Espectros de reflectância difusa e curvas de Tauc

5.1.5. Caracterização das propriedades fotovoltaicas

5.1.5.1. Comportamento fotovoltaico

5.1.6. Resumo do estudo do efeito do teor de dopantes Ba⁺²/Ni⁺² e da temperatura de sinterização

5.2. Estudo do efeito do tempo de sinterização

5.2.1. Caracterização estrutural e microestrutural

5.2.1.1. Difratometria de raios X das pastilhas cerâmicas

5.2.1.2. Microscopia eletrônica de varredura das cerâmicas

5.2.1.3. Densidade das pastilhas cerâmicas

5.2.1.4. Espectroscopia por espalhamento Raman

5.2.2. Caracterização das propriedades ópticas

5.2.2.1. Espectros de reflectância difusa e curvas de Tauc

5.2.3. Caracterização das propriedades fotovoltaicas

5.2.4. Resumo do estudo do efeito do tempo de sinterização

5.3. Estudo do efeito das fases do precursor Nb₂O₅

5.3.1. Pós precursores Nb₂O₅ monoclínico e ortorrômbico

5.3.1.1. DRX e MEV dos pós precursores Nb₂O₅

5.3.2. Estudo da calcinação

5.3.2.1. Difratometria de raios X dos pós calcinados

5.3.3. Pastilhas cerâmicas KBNNO

5.3.3.1. Difratometria de raios X das pastilhas cerâmicas

5.3.3.2. Espectroscopia por espalhamento Raman

5.3.3.3. Densidade das pastilhas cerâmicas

5.3.3.4. Microscopia eletrônica das superfícies cerâmicas

5.3.3.5. Caracterização dielétrica

5.3.3.6. Espectros de reflectância difusa e curvas de Tauc

5.3.3.7. Caracterização das propriedades fotovoltaicas

5.3.4. Resumo do estudo do efeito das fases do precursor Nb₂O₅

6. Conclusões