Banca de DEFESA: LUCAS MEDEIROS DE FRANCA

Uma banca de DEFESA de MESTRADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE: LUCAS MEDEIROS DE FRANCA
DATA: 25/02/2026
HORA: 14:00
LOCAL: Auditório do LES
TÍTULO: FILTRO ÓPTICO DE RADIAÇÃO PARA CÉLULAS SOLARES UTILIZANDO FILMES FINOS MULTICAMADAS DE ÓXIDO DE ÍNDIO E ESTANHO E PRATA
PALAVRAS-CHAVES: Filtro óptico, filme fino, ITO, Ag.
PÁGINAS: 54
GRANDE ÁREA: Engenharias
ÁREA: Engenharia de Materiais e Metalúrgica
RESUMO: O aumento da demanda energética mundial ocasionou o consumo de combustíveis fósseis de forma massiva, intensificando as mudanças climáticas. A energia elétrica representa 1/3 dessa demanda – mais da metade concentrada em edificações, sendo 50% desse consumo para sistemas de conforto térmico. Para suprir a geração de eletricidade de forma limpa e sustentável diversas fontes alternativas e renováveis emergiram, destacando-se a energia solar como mais promissora em larga escala. Todavia, esta tecnologia ainda enfrenta algumas problemáticas e está próxima do ponto de eficiência máxima do principal material que compõe os dispositivos de conversão fotovoltaica, o silício, contudo, outros materiais estão surgindo e novas células fotovoltaicos estão sendo desenvolvidas. Além disso, todos os materiais atuais de células solares não são capazes de absorver todo o espectro eletromagnético solar, em que boa parte da energia é absorvida pelos dispositivos de conversão fotovoltaica na forma de calor – gerando aquecimento, perda de eficiência e degradação. Com isso, este trabalho propõe um filtro óptico de radiação com o intuito de transmitir para as células fotovoltaicas apenas a faixa de radiação propícia para o efeito fotoelétrico e refletir a faixa de radiação indesejada. O filtro óptico é um filme fino multicamadas alternadas compostas por óxido de índio dopado com estanho (ITO) e prata (Ag) que foi simulado e otimizado via software (OpenFilters) as propriedades ópticas com relação a quantidade de camadas (3 e 5) e espessuras (de 5 a 20 nm de Ag e 10 a 50 nm de ITO). Os filmes com melhor desempenho foram fabricados por magnetron sputtering e recozidos a 350 oC por 1 hora em forno mufla. As caracterizações ópticas foram realizadas por espectrofotometria de UV-Vis e testes de bloqueio de calor com câmera termográfica em ambiente externo após exposição a radiação solar das amostras por 1 hora. As simulações demonstram que o filme com melhor resultado para as regiões desejadas do espectro solar é o ITO/Ag/ITO/Ag/ITO (IAIAI) com 35/5/80/5/35 nm (T = 83,65% no visível e R = 87,29% de 1100 a 2500 nm), entretanto, não foi possível fabricá-lo de forma satisfatória, o que ocasionou resultados de transmitância e bloqueio térmico ruins. O filme IAIAI com 35/10/80/10/35 nm demonstrou bons resultados de simulação (T = 66,41% no visível e R = 93,50% de 1100 a 2500nm) e de espectrofotometria (T = 66,17% no visível e T = 5,65% de 1100 a 2500), assim como bloqueio térmico satisfatório (aumento de 4,1 oC após 1 hora, versus aumentos de 8 a 22oC em outras amostras). Em ambos os filmes o tratamento térmico não foi satisfatório. Assim, este trabalho produziu um filtro óptico de radiação que pode ser utilizado em células solares para diminuir a temperatura de operação e aumentar sua eficiência na geração de energia elétrica.
MEMBROS DA BANCA:
Presidente(a) - 1972401 - JOSE FELIX DA SILVA NETO
Interno(a) - 1731152 - KELLY CRISTIANE GOMES DA SILVA
Interno(a) - 3221435 - TAYNARA GEYSA SILVA DO LAGO
Externo(a) ao Programa - 1980960 - FLAVIA DE MEDEIROS AQUINO