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https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/46708| ORCID: | http://orcid.org/0009-0005-0509-6640 |
| Tipo de documento: | Dissertação |
| Tipo de acceso: | Acesso Aberto |
| Título: | Sr₂CeO₄ dopado com terras raras como potencial sistema para melhor eficiência em energia solar |
| Título (s) alternativo (s): | Rare-earth-doped Sr₂CeO₄ as a potential system for improved solar energy efficiency |
| Autor: | Nascimento, Rebecca Dias do |
| Primer orientador: | Ferrari, Jefferson |
| Primer miembro de la banca: | Nossol, Edson |
| Segundo miembro de la banca: | Doro, Fábio |
| Resumen: | A crescente necessidade por pesquisas voltadas à conversão eficiente de energia solar impulsiona o desenvolvimento de novos materiais luminescentes que possam otimizar a captura e o aproveitamento do espectro solar. Nesse contexto, a matriz Sr₂CeO₄ dopada com íons terras raras, como Er³⁺ e Yb³⁺, destaca-se por suas propriedades de Upconversion e Downshifting, importantes para aplicações em tecnologias fotovoltaicas. Para o desenvolvimento deste trabalho, empregou-se o método de Pechini para a obtenção da matriz Sr₂CeO₄ dopada com os íons érbio e itérbio. Após a secagem em estufa e o posterior tratamento térmico a 1200 °C, foram realizadas as caracterizações morfológicas e espectroscópicas, que confirmaram a formação da fase ortorrômbica do Sr₂CeO₄ como produto do tratamento. Por meio das análises de IV, identificou-se as bandas características do material de interesse, como deformações angulares das ligações entre Sr-O e Ce-O da fase Sr2CeO4. O fenômeno de upconversion permite a conversão de fótons de baixa energia (como os do infravermelho próximo) em fótons de maior energia, ampliando a eficiência de células solares ao aproveitar radiação que normalmente seria dissipada . Paralelamente, o Downshifting minimiza perdas por recombinação térmica ao transformar fótons de alta energia em fótons com energia mais adequados para absorção operativa das células solares. Nesse processo, a codopagem com Yb³⁺ e Er³⁺ desempenha um papel essencial: o íon Yb³⁺ atua como sensibilizador, absorvendo luz em 980 nm e transferindo energia para o Er³⁺, que emite na região do visível no espectro. Assim, a combinação dessas propriedades ópticas torna os materiais baseados em Sr₂CeO₄ dopados com terras raras promissores para melhorar a eficiência de dispositivos de energia renovável, contribuindo para o avanço sustentável na geração de energia limpa. |
| Abstract: | The growing demand for research focused on efficient solar energy conversion has driven the development of new luminescent materials capable of optimizing the capture and utilization of the solar spectrum. In this context, the Sr₂CeO₄ matrix doped with rare-earth ions such as Er³⁺ and Yb³⁺ stands out due to its Upconversion and Downshifting properties, which are crucial for photovoltaic applications. In the present work, the Pechini method was employed to synthesize the Sr₂CeO₄ matrix doped with erbium and ytterbium ions. Following oven drying and subsequent thermal treatment at 1200 °C, morphological and spectroscopic characterizations were carried out, which confirmed the formation of the orthorhombic Sr₂CeO₄ phase as the product of the treatment. Through FTIR analyses, characteristic bands of the target material were identified, including angular deformations of Sr–O and Ce–O bonds associated with the Sr₂CeO₄ phase. The upconversion phenomenon enables the conversion of low-energy photons (such as those in the near-infrared range) into higher-energy photons, thereby enhancing the efficiency of solar cells by harnessing radiation that would otherwise be dissipated. Simultaneously, downshifting reduces thermal recombination losses by converting high-energy photons into photons with energy levels more suitable for operational absorption by solar cells. In this process, codoping with Yb³⁺ and Er³⁺ plays a key role: Yb³⁺ acts as a sensitizer, absorbing light at 980 nm and transferring energy to Er³⁺, which emits in the visible region of the spectrum. Thus, the combination of these optical properties makes Sr₂CeO₄-based materials doped with rare-earth ions promising candidates for improving the efficiency of renewable energy devices, contributing to sustainable advancements in clean energy generation. |
| Palabras clave: | Upconversion Downshifting Sr2CeO4 conversão de energia |
| Área (s) del CNPq: | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA |
| Tema: | Química Energia solar Íons - Espalhamento |
| Idioma: | por |
| País: | Brasil |
| Editora: | Universidade Federal de Uberlândia |
| Programa: | Programa de Pós-graduação em Química |
| Cita: | NASCIMENTO, Rebecca Dias do. Sr₂CeO₄ dopado com terras raras como potencial sistema para melhor eficiência em energia solar. 2025. 73 f. Dissertação (Mestrado em Química) – Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2025. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2025.541. |
| Identificador del documento: | http://doi.org/10.14393/ufu.di.2025.541 |
| URI: | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/46708 |
| Fecha de defensa: | 11-ago-2025 |
| Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS): | ODS::ODS 7. Energia limpa e acessível - Garantir acesso à energia barata, confiável, sustentável e renovável para todos. ODS::ODS 9. Indústria, Inovação e infraestrutura - Construir infraestrutura resiliente, promover a industrialização inclusiva e sustentável, e fomentar a inovação. |
| Aparece en las colecciones: | DISSERTAÇÃO - Química |
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| Sr2CeO4DopadoTerrasRaras.pdf | Dissertação | 3.96 MB | Adobe PDF | ![]() Visualizar/Abrir |
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