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Hybrid inorganic-organic solar cells are an attractive alternative energy source because of their low-cost production and ability to make use of a large amount of solar radiation available. This work aims to evaluate different solar cells composed of TiO 2 and ZnO with P3OT/P3MT copolymer. Layers of semiconductor oxides were deposited on transparent fluorine-doped tin oxide (FTO) by spin coating and adsorption in the polymer solution. X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), were used to characterize the fabricated semiconductors and curves of current density vs. potential (j-V), photochronoamperometry (j-t) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) were used to determine their electrical characteristics. The XRD analyses confirmed the crystalline nature of the oxide materials. SEM micrographs showed the spherical morphology of ZnO and the poorly defined agglomerate morphology of TiO 2. The electrochemical measurements proved that the best cell was produced with P3OT/P3MT copolymer and TiO 2 , owing to its lower charge transfer resistance, with the following photovoltaic parameters: V oc = 0.615 V ± 0.004, j sc = 1.545 mA cm-2 ± 0.240, FF = 0.637 ± 0.003, and η = 0.617% ± 0.117.

Hybrid solar cells show an increasing number in researches due to its low cost and easy of production. They are composed by and organic material and a semiconductor oxide. The aim of this paper was to synthesis and characterize zinc oxide by coprecipitation and apply it in a hybrid solar cell that uses a P3HT/P3OT copolymer as charge carrier. The cell was assembled in "sandwich" form using FTO/ ZnO/P3HT-P3OT as work electrode, (Pt/FTO) as conter electrode and I/I-3 redox couple as electrolyte. Through the X-ray diffractogram the formation of a single ZnO wutzite hexagonal phase was observed. The morphology obtained for the oxide was spherical. The results of photochronoamperometry showed current density values of jP3HT/P3OT =0.55 mA.cm-2 for the cell in the presence of the copolymer and the curve jxV showed an efficiency of 0.16% for the studied cell, demonstrating that the polymer was a satisfactory sensitizer.

Resumo O óxido de zinco (ZnO) nanoestruturado contém características físico-químicas de elevada importância para utilização em células solares. A padronização e regularidade das dimensões das partículas nanométricas é de difícil obtenção; fatores como natureza do ânion do sal precursor, temperatura de reação e quantidade de água podem interferir no tamanho das partículas. Este trabalho tem como objetivo estudar a influência das variáveis do processo de síntese das nanopartículas de ZnO, visando a aplicabilidade em células solares. Foi aplicado delineamento fatorial incompleto Box-Behnken (33), de acordo com o método de coprecipitação, para as três variáveis: concentração de Zn(NO3)2 (mol.L-1), temperatura do meio reacional (°C) e tempo de reação (h). Para caracterização das partículas foram feitas medidas de espalhamento de luz, análise por difração de raios X, caracterização por espectroscopia Raman, microscopia eletrônica de varredura (MEV), aplicação do ZnO em célula solar com polímero (poli-3-hexiltiofeno - P3HT) e medidas de fotocronoamperometria. A otimização resultou em uma concentração de Zn(NO3)2 igual a 0,05 mol.L-1, tempo de reação de 20 h e temperatura de 80 ºC, onde o menor valor para o tamanho de partícula de ZnO mostrado pelo modelo foi de 367 nm. As nanopartículas apresentaram cristalito com dimensões de 20 nm, cristalinidade de 82,4% e fase hexagonal do tipo wurtzita. As imagens de MEV mostraram três tipos diferentes de estruturas devido à variação de concentração do Zn(NO3)2. A amostra de ZnO370nm + P3HT + FTO apresentou valor de densidade de corrente (j) de 3,86 mA.cm-2.