ISSN 1517-7076 artigo 11602, pp.344-352, 2015 Modelo teório relaionando as potênias elétria e químia em élula fotossensibilizada om orante Theoretial model that relates both eletrial and hemial power in photosensitizeddye-ells Franiso Marone Lima 1,Karine Pereira Bezerra 2 Maria Katiane Diógenes Marques 3,Paulo Herbert França Maia Júnior 4 Franiso Nivaldo guiar Freire 5, na Fabíola Leite lmeida 6 1 Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciênia de Materiais - UFC CEP: 60455-900, Fortaleza, CE e-mail: maroneuf@gmail.om Departa- 2,3 mento de Engenharia Químia UFC CEP: 60455-900, Fortaleza, CE e-mail: karinepereira.bezerra@hotmail.om; katianedm@hotmail.om 4,5,6 Programa de Mestrado em Engenharia Meânia UFC CEP: 60455-900, Fortaleza, CE e-mail: phfmj@yahoo.om.br; nivaldo@uf.br; anfaleal@yahoo.om.br RESUMO Este trabalho apresenta um modelo teório que relaiona a potênia elétria om a potênia químia numa élula fotossensibilizada om orante. O mesmo é baseado na junção dos oneitos presentes nos modelos de potenial químio e de potênia químia. ssim, a partir destas duas onsiderações é possível a realização de testes sob diversas ondições físias e ambientais, durante o proesso de onversão de energia solar. Consequentemente, o modelo teório proposto permite relaionar a potênia químia aos parâmetros solares: ângulo sólido, temperatura da fonte de radiação, omprimento de onda e temperatura da élula fotossensibilizada om orante. geração do fluxo de elétrons dentro da élula é promovida pela absorção da energia solar inidente sobre o orante. Por isso, a prinipal ondição onsubstaniada neste trabalho baseia-se que a superfíie de absorção da energia inidente seja o orante. Palavras-have: Energia Solar, Célula fotossensibilizada om orante, Potênia Elétria, Potênia Químia. BSTRCT This paper presents a theoretial model relating the eletrial power to the hemial power in a photosensitized dye-ell. The same is based on the juntion of present onepts of hemial potential models and hemial power. Thus, from these two onsiderations is possible to perform tests under various physial and environmental onditions during the solar onversion proess. Consequently, the proposed theoretial model allows relating the power to solar hemial parameters: solid angle, temperature of the radiation soure, wavelength and temperature of the photosensitized dye-ell. The eletrons flow generation within the ell is promoted by absorption of solar energy inident on the dye. Therefore, the main ondition embodied in this work is based on the inident energy absorption surfae is the dye. Keywords: Solar Energy, Dye-ells, Chemistry Power, Eletri Power. 1. INTRODUÇÃO Modelos são representações simplifiadas dos sistemas físios, ou seja, onsistem na representação de sistemas ou proessos reais em forma de equações. onvolução, isto é, a representação de sistemas físios em forma de equações, baseia-se em prinípios físios e, também, em prinípios químios omo também em relações obtidas experimentalmente; quando possível. lém disso, o sistema físio real deve ser abstraído de forma a extrair somente os aspetos relevantes para as araterístias a serem analisadas. utor Responsável: Franiso Marone Lima Data de envio: 07/07/2014 Data de aeite: 28/11/2014 10.1590/S1517-707620150002.0035
araterização elétria de élulas fotovoltaias é feita om o auxílio de modelos baseados em iruito elétrio [1,2]. élula fotovoltaia fotossensibilizada é omposta por orante fotossensível e eletrólito redox entre semiondutores (Figura 1). O eletrólito redox tem a função de regenerar o orante fotossensível e assim tornar o proesso de geração de fotoorrente reversível [3-5]. Basiamente, a fotoorrente elétria é gerada devido à absorção de energia (luz), proveniente do sol ou de uma fonte artifiial, pelo orante (S), tal proesso é ilustrado na Figura 2. Figura 1: Células fotossensibilizadas om orante: Esquema genério. Figura 2: Proessos envolvidos na geração de orrente elétria em élulas fotossensibilizadas om orante. Este trabalho tem omo proposta apresentar um modelo teório para relaionar a potênia elétria om a potênia químia em élulas fotossensibilizadas om orante. lém disso, indiar alguns fatores que limitam a onversão de energia solar em élulas fotossensibilizadas om orante. O modelo teório baseia-se na amada de orante e nos prinípios termodinâmios apliados a reações fotoquímias. s ondições prinipais adotadas no modelo são: a amada de orante (únia superfíie fotossensível), o potenial químio é gerado durante a reação fotoquímia reversível e sem formação de subprodutos. lém disso, assume-se que a élula é exposta a radiações monoromátia e poliromátia e a efiiênia (η) é função do omprimento onda (λ), ângulo sólido (Ω), temperatura da fonte de radiação (T R ). 2. MTERIIS E MÉTODOS 2.1 Modelo Teório O modelo teório para relaionar a potênia elétria om a potênia químia em élula fotossensibilizada ilustrado neste trabalho faz a onatenação das teorias envolvendo dois outros modelos teórios. O primeiro modelo é destinado a estimar a efiiênia teória de onversão da energia solar em uma superfíie fotossensível. O segundo modelo relaiona as potênias químia e elétria em uma élula ombustível. lém disso, ambos os modelos baseam-se na variação de potenial químio ( µ). 2.1 Condição de potenial químio 345
radiação solar é uma forma de energia reebida pela Terra. O sol emite radiação om omprimentos de onda que vão desde o ultravioleta, passando pelo visível, até o infravermelho. Quando a radiação proveniente de fonte natural (sol) ou artifiial inide sobre um objeto três fenômenos diferentes podem oorrer: absorção, reflexão e transmissão. transmissão está relaionada om a transparênia do objeto, enquanto que os fenômenos de absorção e reflexão estão relaionados à perepção da or do objeto. Isso deorre da apaidade da superfíie de absorver, transmitir ou refletir em omprimentos de onda determinados que é uma araterístia espeífia a ada material. radiação solar é responsável por diversos proessos de transformação energétia que oorrem na Terra, desde fenômenos atmosférios e até mesmo na formação dos ombustíveis fósseis. Também, o sol emite radiação em vários omprimentos de onda e às vezes é mais onveniente analisar a radiação eletromagnétia a partir da perspetiva da meânia quântia, na qual a radiação é omposta de paotes de energia (fótons). Resumidamente, a energia dos fótons é uma função da veloidade da luz (), do omprimento de onda (λ) e da onstante universal hamada de onstante de Plank (h). propriedade importante das élulas de Grätzel é a apaidade de absorver fótons, energia na forma de radiação inidente, e onverter os fótons a partir amada de orante fotossensível (S), por meio de reações fotoquímias, em orrente elétria [6]. fotoquímia quando assoiada aos prinípios da termodinâmia fornee ontribuição para o entendimento dos fatores que determinam as limitações no proesso de onversão da radiação em reações fotoquímias [7]. Em resumo, nas reações químias o propósito é onverter os reagentes químios em energia e nas reações fotoquímias é onverter a radiação eletromagnétia em potenial químio. No entanto, os prinípios da termodinâmia impõem limitações para o proesso de onversão da radiação inidente (luz) em potenial químio. perda de energia durante o proesso fotoquímio tem diversas origens [7], dentre elas: Entropia da radiação inidente; Condição de não equilíbrio no sistema; umento da entropia devido ao espalhamento ou absorção da radiação; Baixa efiiênia de onversão para radiação poliromátia omparada om a monoromátia. s prinipais variáveis que influeniam a taxa em uma reação químia são a temperatura, a pressão e a omposição. ssim, no sistema envolvendo reações químias a energia de Gibbs (G) assoiada ao sistema é função da temperatura (T), pressão (P), omposição (X), ou seja, G = f (T,P,X 1,...,X n,x n+1,...). energia de Gibbs de um sistema diminui durante um proesso a T e P onstantes, isto é, durante um proesso isotérmio e adiabátio, onde a ondição de equilíbrio é alançada quando G atinge valor mínimo. ssim, se um sistema não está em equilíbrio, qualquer reação a T e P onstantes leva a uma diminuição na energia de Gibbs do sistema. o onsiderar que existe uma únia variável denominada m que arateriza o proesso de reação, onsequentemente a energia de Gibbs do sistema, om os demais parâmetros onstantes, é determinada pela variável m. o onsiderar que a omposição denominada X n é a variável m, o valor da energia de Gibbs em proessos a T e P onstantes é função apenas da omposição. Por onseguinte, uma vez que o potenial químio (μ) é por definição a energia de Gibbs em função da omposição, então o onheimento do valor do μ no n- ésimo omponente do sistema signifia onheer também o valor de G. Segundo a literatura, a variação da energia de Gibbs (ΔG) pode ser interpretada omo a energia disponível para realizar trabalho e a variação do potenial químio (Δ μ) permite estimar a energia disponível para realizar trabalho. Para uma reação fotoquímia, ao onsiderar que o sistema é omposto por numa superfíie genéria, então para uma moléula do orante há um potenial químio (μ ) assoiado. o absorver fótons a moléula passa para o estado exitado (*), om potenial químio (μ * ) [7], ou seja; µ + hv µ v kd ki * µ * (1) Sendo μ v a fração molar do quanta de radiação absorvida que equivale ao potenial químio da radiação, em analogia ao potenial químio; h é a onstante de Plank ; v é a frequênia da luz; k d e k i são respetivamente as onstante das veloidades direta e inversa da reação. Em substânias fotossensíveis, devido à absorção de radiação, há a geração de uma reação químia e, 346
por onseguinte a formação de um potenial químio assoiado ao produto. Para uma reação fotoquímia om veloidade de reação J, a energia extraída da radiação ou a potênia de onversão da reação está relaionada à geração de produto *, no qual há geração de potenial químio assoiado (μ * ) que pode ser representado pela Eq. (2). Em ondições ideais, a variação do potenial químio ( µ) no proesso de fotoquímio espontâneo pode ser estimada baseada na isotérmia de Van t Hoff [7], representado pela Eq. (3.1):. µ = J ( µ + µ + µ ) (2) E = J *. v * µ µ v = R. T.ln( ϕ) (3.1) µ = µ 1 No qual R é a onstante universal dos gases, T a temperatura em Kelvin do sistema reaional e φ é o fator adimensional que relaiona a veloidade global da reação (J) om a veloidade da reação direta (j d ): j = J j d (3.2) variação de potenial químio pode ser interpretada omo a exportação de energia armazenada pela superfíie fotossensível extraída da fonte radiante. O potenial químio para a radiação (μ v ) em proessos de absorção om reação fotoquímia assoiada, pode ser estimado em função do fator adimensional φ [7]. ssim, μ v pode ser estimado ao onsiderar o potenial químio do elemento omo potenial de referênia e om valor zero (μ = 0) e, em seguida, apliar a derivada, Eq. (2), isto é, à máxima potênia de onversão. Por outro lado, a Eq. (4) também pode ser usada para estimar o potenial químio para a radiação (μ v ), ou seja; µ RT ϕ 1 ϕ v = ln( 1 ϕ) (4) 2.2 Condição de radiação monoromátia máquina de Carnot apliada à radiação limita a máxima efiiênia de onversão da energia solar. quantidade máxima de energia solar por mol (Q R ) que pode ser utilizada na produção de trabalho na temperatura ambiente obedee a efiiênia de Carnot [7]. o se onsiderar que o material está à temperatura ambiente T e a fonte de radiação está à T R, o potenial químio máximo da radiação (μ v ) é dado por: Q.( T T ) R R µ v = (5) TR Os estudos da temperatura do orpo negro através das leis de Plank, Stefan-Boltzmann e Wien onduzem a valores diferentes para a temperatura da fonte de radiação, pois dependem dos proedimentos utilizados. diferença entre os valores estimados demonstra que o sol não emite omo um orpo negro e, por isso, não é possível assumir um únio valor para a temperatura (T R ). o onsiderar a fonte de radiação sendo o sol, uja radiação tem vários omprimentos de onda, estudos mostram que existem forte variação da temperatura na própria atmosfera solar. Contudo, para a ondição de radiação monoromátia om omprimento de onda espeífio λ, a energia reebida por mol (Q R ) pode ser expressa na forma: Q R = = v λ (6) Sendo N é o número de vogadro, h a onstante de Plank, a veloidade da luz e v a frequênia. De forma geral, há dois teoremas importantes relaionados ao rendimento termodinâmio do ilo de Carnot. Primeiro teorema relata que não é possível à onstrução de um motor real que trabalhe entre dois reservatórios térmios e que tal motor seja mais efiiente que um motor reversível (ideal) operando entre os mesmos dois reservatórios. O segundo teorema afirma que todos os motores que operam pelo ilo de Carnot e entre dois reservatórios de temperatura onstante tem o mesmo rendimento térmio. Pelos prinípios da termodinâmia a efiiênia máxima de onversão é obtida somente pela maquina térmia de Carnot [8]. efiiênia máxima de onversão da energia solar (η r ) pode ser representada pela fórmula de Carnot apliada à radiação [7], representado pela Eq. (7). 347
v T R T η r = µ = (7) Q R T R Todo orpo quente irradia em omprimentos de onda dentro do espetro eletromagnétio. s leis para a irradiação são apresentadas na forma mais simples para o orpo negro à temperatura T. fórmula de Plank é a lei entral para um radiador térmio e pode ser representada de várias formas. ssim, a temperatura do orpo negro (T R ), não onsiderando o espalhamento ou absorção da luz, é dada pela Eq. (8a) que é uma variação da equação de Plank. o onsiderar o espalhamento da luz, neste aso, tem-se a hamada temperatura efetiva (T Rs ), ver Eq. (8b), que torna as Eqs. (5) e (7) mais representativas, isto é, os valores forneidos próximos de valores experimentais. Por outro lado, assumindo a massa de ar M 1,5 pode-se onsiderar a temperatura do orpo negro sem espalhamento da luz (T R ) de 5200K [7]. 1 TR =. kb. λ 2. π. 2. Ω λn 1+ λ 5. Iλ 1 T Rs =. kb. λ 8. π. 2 λn 1+ λ 5. Iλ (8a) (8b) Nas Equações 8a e 8b, I λ refere-se à potênia irradiada por unidade de área de um orpo negro na temperatura T por unidade de omprimento de onda ou irradiação espetral, uja unidade é W.m 2.nm 1 ; Ω é o ângulo sólido e k B é a onstante de Boltzmann. Em ondição ideal, à máxima energia extraída ou efiiênia de onversão da luz (η g ) om uso de radiação monoromátia om reação fotoquímia assoiada pode ser expressa em função da variação do potenial químio e da energia da radiação inidente [7]. efiiênia de onversão da luz equivale à efiiênia da reação fotoquímia. Portanto, om o auxílio das Eqs. (3.2) a (8a), a Equação (3.1) pode ser reesrita nas formas das Eqs. (9a) e (9b) que permite estimar a efiiênia de onversão da radiação monoromátia de omprimento λ em proessos fotoquímios. Neste aso, a efiiênia é uma função dos poteniais químios assoiado aos estados fundamental (μ ) e exitado (μ * ) da moléula de orante. ( µ * µ ) T R. T. λ R. T. λ (9a) = 1 λn( 4π Ω) + λn( 1 ϕ) λ T R η = ( µ µ ) * g. η λ (9b) Os últimos três termos do lado direito na Eq. (9a) representam as perdas devido à entropia da radiação (luz), o aumento da entropia devido à absorção ou o espalhamento da luz e as perdas ausadas pelas ondições de não equilíbrio do sistema reaional, respetivamente. No proesso de onversão da energia solar em energia elétria deve-se onsiderar a influênia da fração da energia absorvida da radiação poliromátia (θ) [7]. efiiênia máxima em proessos fotoquímios, onsiderando fonte de luz poliromátia é dada por: η = ηg. θ (9) 2.3 Potênia elétria Uma élula ombustível é similar em alguns aspetos a uma élula eletrolítia ou bateria. élula é o dispositivo pelo qual o ombustível é oxidado eletroquimiamente para produzir potênia elétria. s élulas ombustíveis têm araterístias de bateria por possuir dois eletrodos separados por um eletrólito, mas nelas não há armazenamento do eletrólito omo oorre nas baterias. Os reagentes são alimentados ontinuamente e os produtos da reação são também retirados ontinuamente. Em uma élula ombustível trabalhando reversivelmente a potênia químia (P q ) é igual à potênia elétria (P) [9]. élula ombustível tem omo produto a geração de orrente elétria em modo ontínuo, 348
desde que o ombustível e o oxigênio sejam forneidos. operação em regime ontínuo produz uma orrente elétria ontínua estaionária. Na élula ombustível, a potênia químia é obtida em função da variação do potenial químio (μ produto -μ reagente ) e da veloidade de reação químia (J ) e a potenia elétria (P) é uma função da variação do potenial ou voltagem (φ 2 -φ 1 ) e da orrente elétria (I) [9]. Por analogia om a élula ombustível, pode-se inferir que a potênia químia para dye-ells também pode ser interpretada omo sendo função da variação do potenial químio e veloidade da reação (J). De forma que o produto é a moléula de orante no estado exitado (*) om potenial químio assoiado μ * e o reagente é a moléula de orante no estado fundamental () om potenial químio assoiado μ. ssim, a variação do potenial químio é dada por (μ * -μ ). Figura 3 ilustra o omportamento de dyeells, em analogia a uma élula ombustível. Figura 3: Esquema de funionamento de élulas fotossensibilizadas om orante (Celula de Grätzel) relaionando à potênia químia (lado esquerdo) om a potênia elétria (lado direito). o onsiderar que para a élula fotossensibilizada ou dye-ell a potênia elétria (P) é obtida da mesma maneira que para a élula ombustível, isto é, em função da diferença entre os poteniais elétrios (φ 2 -φ 1 ) e da orrente elétria (I), então, P = ( ϕ2 ϕ1).i (10) potênia químia (P q ) para as élulas fotossensibilizadas, em analogia a potênia químia para a élula ombustível, é obtida em função da diferença entre os poteniais químios da moléula de orante nos dois estados possíveis durante o proesso de operação da élula, (μ * -μ ), e da veloidade da reação (J), ou seja; P q = ( µ * µ ). J (11) O valor da veloidade da reação (J) pode ser obtido om o auxílio da inétia químia que permite deduzir a hamada equação da veloidade e por meio dessa equação é possível estimar a veloidade da reação químia. Para a élula ombustível, a veloidade da reação (J ) e a orrente elétria (I) podem ser obtidas om o auxílio do parâmetro z e da onstante de Faraday (F). O parâmetro z é tanto uma função do potenial elétrio quanto do potenial químio [9] e as relações são representadas pelas Eq. (12a) e (12b). o reinterpretar as E Eqs. (12a) e (12b) para a élula fotossensibilizada, tem-se que J passa a ser J e (μ produto -μ reagente) passa a ser (μ * -μ ). I J"= z. F ( µ produto µ reagente) z = F. ( ϕ2 ϕ1) (12a) (12b) ssim, a Eq. (12a) e a Eq. (12b) quando apliadas às élulas fotossensibilizadas permitem estimar a veloidade da reação (J). Para as élulas fotossensibilizadas, o retorno do orante do estado exitado ao estado fundamental implia a injeção de elétrons no semiondutor e, por onseguinte, a geração de orrente elétria. Então, um rearranjo na Eq. (9a) permite estimar a variação do potenial químio (μ * -μ ) em função dos parâmetros solares omprimento onda (λ), ângulo sólido (Ω), temperatura da fonte de radiação (T R ) e outros parâmetros. potênia químia é igual à potênia elétria [9]. Pela Eq. 11 é possível estimar a potênia químia para uma fonte de radiação monoromátia. maior voltagem que uma élula fotovoltaia pode atingir é a voltagem de iruito aberto (V a ) e a maior orrente elétria é a orrente de urto-iruito (I) [1,2]. Tanto os valores de V a quanto de I podem ser obtidos ou através de dados experimentais ou através de modelos baseados em iruitos elétrios. ssim, ao onsiderar a máxima voltagem e a máxima orrente, tanto a orrente quanto o potenial elétrio mostrados nas Eq. (12a) e Eq. (12b) podem ser interpretadas omo sendo I e V a. Para os valores de V a e I obtidos sob a ondição de radiação poliromátia, a veloidade da reação 349
estimada pela Eq. (12a) deve adequar-se a mesma. Contudo, omo menionado anteriormente a variação do potenial químio é função da radiação monoromátia. ssim, om o auxílio das Eqs. (9a) e (9), a Eq. (11) pode ser reesrita de forma a representar a potênia químia gerada om a utilização de uma fonte de radiação poliromátia, representado por: P = µ ). J (13) θ ( * µ ). J. θ = ( µ * µ θ Sendo que a variável J θ é a hamada veloidade da reação quando na superfíie estiver inidindo radiação poliromátia e P θ a potênia assoiada. 3. RESULTDOS 3.1 Potênia elétria em élula fotossensibilizada om orante natural s élulas solares feitas a partir de silíio são largamente empregadas na fabriação de módulos fotovoltaios para gerar potênia elétria [12]. No entanto, élulas fotossensibilizadas om orantes (élulas de Grätzel) que utilizam orantes naturais ou artifiiais fotossensíveis podem também gerar potênia elétria. No aso das élulas fotossensibilizadas, os valores dos prinipais parâmetros elétrios (V a, I, fator de forma e efiiênia elétria da élula) assoiados a ada orante permitem estimar a potênia elétria da élula sob radiação poliromátia artifiial om M 1,5 [10, 11]. ssim, o entendimento de omo oorre o omportamento elétrio das élulas solares, a partir de dados experimentais ou uso de modelos matemátios, torna-se importante para avaliar o desempenho das mesmas. Neste trabalho, o modelo apresentado visa forneer bases para o entendimento de fatores que afetam a efiiênia de onversão da energia solar em eletriidade nas élulas de Grätzel. Uma vez que os valores I e V a são onheidos, a veloidade da reação químia (J) pode ser estimada pelas Eqs. (12a) e (12b). potênia químia pode ser estimada pela Eq. (13) que sob as hipóteses de estado estaionário, élula trabalhando a temperatura ambiente e proesso reversível, implia na própria potênia elétria. Tabela 1 ontém os valores dos parâmetros e dimensões usados no modelo teório que relaiona a potênia elétria om a potênia químia em élulas fotossensibilizadas om orante. Tabela 2 mostra os valores obtidos a partir do modelo teório fundamentado neste trabalho, onsiderando o sol um orpo negro, e os dados da literatura para três orantes naturais a M 1,5 [10]. lém disso, para gerar os valores pelo modelo, assume-se que para M 1,5 a irradiânia média (I λ ) possui valor de 1,16 W.m -2.nm -1 e Ω = 6,8x10-5. Observa-se que há diferença entre os valores das potênias elétria e químia, mostrados na Tabela 2. Esta diferença é devido ao fato de que a veloidade da reação (J) e a fração da luz absorvida para a fonte de radiação poliromátia (θ) foi estimada em função dos parâmetros elétrios V a e I. De forma a adequar o modelo aos valores experimentais, isto é, torna-lo mais representativo; posteriormente uma equação químia para estimar J em função da onentração do orante om o auxílio da inétia químia poderá ser determinada. Também, uma equação para estimar θ om auxílio da termodinâmia apliada à radiação poderá ser formulada posteriormente. De fato, tendo-se J e θ independentes dos parâmetros elétrios (V a e I ) uma maior flexibilidade poderá ser onferida ao modelo para avaliação via sistema reaional das reações fotoquímias em uma élula de Grätzel. Tabela 1: Tabela de onstantes e fatores de onversão. CONSTNTE SÍMBOLO VLOR UNIDDE Veloidade da luz 2,997925 x 10 8 m.s -1 Número de vogadro N 6,022045 x 10 23 mol -1 Constante de Plank h 6,626176 x 10-34 J.s Constante dos gases R 8,314126 x 10 0 J.mol -1.K -1 Constante de Boltzmann k B 1,380662 x 10-23 J.K -1 Eletrón-volt ev 1,6602189 x 10-19 J Constante de Faraday F 9,56 x 10 4 C.mol -1 350
Tabela 2: Valores das potênias elétria e químia. Extrato China loropetala λ (nm) Dados da Literatura [10] Modelo I V a FF P μ * -μ J θ P θ (m.m -2 ) (V) (%) (mw.m -2 ) (J.mol -1 ) (mmol.s -1.m -2 ) (mw.m -2 ) 665 0,84 0,518 62,6 0,27 1,297 x 10 5 3,355 x10-6 0,44 Perilla 665 1,36 0,522 69,6 0,50 1,297 x 10 5 5,474 x10-6 0,71 Herba artemisiae Sopariaea 669 1,03 0,484 68,5 0,34 1,261 x 10 5 3,952x10-6 0,50 4. CONCLUSÕES O benefíio resultante do desenvolvimento do modelo é o entendimento obtido sobre os fatores que influeniam o sistema físio sem a neessidade de ter que onstruir uma élula fotossensibilizada om orante. O posterior aperfeiçoamento do modelo a partir da análise de outros parâmetros, por exemplo, espessura da amada de orante e demais omponentes das élulas permitirá melhorar o funionamento de tais élulas. De forma que, onseguindo-se um modelo representativo o aperfeiçoamento do modelo impliará também na melhoria da efiiênia das élulas fotossensibilizadas om orante. O estudo dos fatores que influeniam a efiiênia de onversão de energia solar nessas élulas, auxiliados por um modelo representativo permite o desenvolvimento de élulas fotovoltaias orgânias (élulas fotossensibilizadas om orante) mais efiientes e de menor usto para apliação em esala industrial. vantagem do uso de um modelo representativo é a possibilidade de testar diversas ondições tanto do sistema físio quanto das ondições ambientais durante o proesso de onversão de energia solar em potênia elétria. lém disso, o entendimento do meanismo envolvido poderá ontribuir para melhorias de protótipos e diminuir inlusive os ustos para onstrução de novos modelos experimentais. 5. GRDECIMENTOS Os autores agradeem a CPES, ao CNPq e a FUNCP. 6. BIBLIOGRFI [1] QUSCHNING, V., Understanding Renewable Energy Systems, 1 ed., London, Earthsan, 2007. [2] DUFFIE,J.., BECKMN,W.., Solar Engineering of Thermal Proesses, 3 ed., New Jersey, John Wiley & Sons, In., 2006. [3] HGELDT,., BOSCHLOO, G., SUN, L., et al., Dye-Sensitized Solar Cells, Chemial Reviews, v. 110, n. 11, pp. 6595-6663, Nov. 2010. [4] KMT, P.V., TVRDY, K., BKER, D. R., et al., Beyond photovoltais: semiondutor nanoarhitetures for liquid-juntion solar ells, Chemial Reviews, v. 110, n.11, pp. 6664 6688, Nov. 2010. [5] KRŠOVEC, U.O., BERGINC, M., HOČEVR, M., et al., Unique TiO 2 paste for high effiieny dyesensitized solar ells, Solar Energy Materials & Solar Cells, v. 93, n. 3, pp. 379 381, Mar. 2009. [6] GRÄTZEl, M., Dye-sensitized solar ells, Journal of Photohemistry and Photobiology C: Photohemistry Reviews, v. 4, n. 2, pp. 145-153, Ot. 2003. [7] GRÄTZEL. M., MOSER, J.E. Solar Energy Conversion, In: Eletron Transfer in Chemistry, v. 5, eletron transfer proesses, Wiley-Vh, pp.589-644, 2001. [8] SMITH, J.M., VN NESS, H. C., BBOTT, M. M., Introdução à Termodinâmia da Engenharia Químia, 7 ed, Rio de Janeiro, LCT - Livros Ténios e Científios, 2007. [9] JOB, G. and HERRMNN, F., Chemial potential-a quantity in searh of reognition, European Journal of Physis, v.27, n. 2, pp. 353-371, Mar. 2006. 351
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