Síntese e caracterização de óxido de nióbio para aplicação fotovoltaica
| dc.contributor.advisor-co1 | Oliveira, Jocélia Pereira de Carvalho | |
| dc.contributor.advisor1 | Godinho Junior, Mário | |
| dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/8364676654739392 | |
| dc.contributor.referee1 | Godinho Júnior, Mário | |
| dc.contributor.referee2 | Silva, Elenice Maria Schons | |
| dc.contributor.referee3 | Rodrigues, Murillo Henrique de Matos | |
| dc.creator | Borges, Ana Paula Aparecida | |
| dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/0099303192174912 | |
| dc.date.accessioned | 2026-10-09T13:22:05Z | |
| dc.date.available | 2026-10-09 | |
| dc.date.issued | 2025-08-18 | |
| dc.description.abstract | This work presents the synthesis and characterization of niobium pentoxide (Nb₂O₅) with potential application in photovoltaic devices, using ammonium niobium oxalate as a precursor and hydrogen peroxide as the oxidizing agent. Thermal precipitation routes (90 °C) and microwave-assisted hydrothermal treatment (120 °C/1h) were employed, followed by calcination at 550 °C and 600 °C. The innovation of this study lies in the simplicity and low cost of the method, which enabled the formation of the pseudo-hexagonal crystalline phase (TT-Nb₂O₅) at moderate temperatures, without the need for complex synthetic routes. Thermal analyses (TG/DSC) indicated thermal stability above 400 °C, with exothermic events associated with phase transition. X-ray diffraction (XRD) confirmed the formation of the TT-Nb₂O₅ phase with crystallite sizes around 24 nm. Spectroscopic techniques (Raman, FTIR, and UV-Vis) revealed characteristic vibrational bands of Nb–O and Nb=O bonds, as well as an optical band gap ranging from 3.78 to 4.02 eV, consistent with semiconductor materials. SEM and TEM images showed spherical, agglomerated, and nanoscale particles (<25 nm), while SAED analyses evidenced the evolution of crystallinity. Chemical composition assessed by EDS indicated high purity, with Nb and O contents close to stoichiometric values. The results demonstrate that the synthesized Nb₂O₅ exhibits structural, optical, and morphological properties suitable for use as an electron transport layer (ETL) or hole-blocking layer (HBL) in perovskite and dye-sensitized solar cells (DSSC), contributing to the development of high-efficiency, low-cost photovoltaic technologies. | |
| dc.description.resumo | Este trabalho apresenta a síntese e caracterização do pentóxido de nióbio (Nb₂O₅) com potencial aplicação em dispositivos fotovoltaicos, utilizando como precursor o oxalato amoniacal de nióbio e peróxido de hidrogênio como agente oxidante. Foram empregadas rotas de precipitação térmica (90 °C) e tratamento hidrotermal assistido por micro-ondas (120 °C/1h), seguidas de calcinação a 550 °C e 600 °C. A inovação do trabalho reside na simplicidade e baixo custo do método, que permitiu a obtenção da fase cristalina pseudo-hexagonal (TT-Nb₂O₅) à temperaturas moderadas, sem necessidade de rotas sintéticas complexas. As análises térmicas (TG/DSC) indicaram estabilidade térmica acima de 400 °C, com eventos exotérmicos associados à transição de fase. A difração de raios X (DRX) confirmou a formação da fase TT-Nb₂O₅ com cristalitos entre na ordem de 24 nm. As técnicas espectroscópicas (Raman, IV e UV-Vis) revelaram bandas vibracionais características das ligações Nb–O e Nb=O, além de um band gap óptico entre 3,78 e 4,02 eV, compatível com materiais semicondutores. As imagens de MEV e MET mostraram partículas esféricas, aglomeradas e nanométricas (<25 nm), enquanto as análises SAED evidenciaram a evolução da cristalinidade. A composição química, avaliada por EDS, indicou elevada pureza com teores de Nb e O próximos ao estequiométrico. Os resultados demonstram que o Nb₂O₅ sintetizado apresenta propriedades estruturais, ópticas e morfológicas adequadas para atuar como camada transportadora de elétrons (ETL) ou camada bloqueadora de buracos (HBL) em células solares de perovskita e sensibilizadas por corante (DSSC), contribuindo para o desenvolvimento de tecnologias fotovoltaicas de alta eficiência e baixo custo. | |
| dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) | |
| dc.identifier.uri | https://repositorio.ufcat.edu.br/handle/123456789/12296 | |
| dc.language | por | |
| dc.publisher | Universidade Federal de Catalão | |
| dc.publisher.country | Brasil | |
| dc.publisher.department | Instituto de Química | |
| dc.publisher.initials | UFCAT | |
| dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Química | |
| dc.rights.access | Acesso aberto | |
| dc.subject | Nb2O5 | |
| dc.subject | Métodos de síntese | |
| dc.subject | Fase pseudo-hexagonal | |
| dc.subject | Células fotovoltaicas | |
| dc.subject.cnpq | CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA | |
| dc.subject.en | Nb2O5 | |
| dc.subject.en | Synthesis methods | |
| dc.subject.en | Pseudo-hexagonal phase | |
| dc.subject.en | Photovoltaic cells | |
| dc.title | Síntese e caracterização de óxido de nióbio para aplicação fotovoltaica | |
| dc.title.alternative | Synthesis and characterization of niobium oxide for photovoltaic application | |
| dc.type | Dissertação |