FILMES DE TIO₂ DEPOSITADOS POR SPUTTERING COMO CAMADAS DE PASSIVAÇÃO E TRANSPORTE DE BURACOS PARA MELHORIA DA CONVERSÃO DE ENERGIA EM FOTOANODOS DE WO₃/CUWO₄ PARA PRODUÇÃO DE COMBUSTÍVEL VIA LUZ SOLAR

Lucas Caniati Escaliante

Título do Trabalho

Autores

Lucas Caniati Escaliante

Modalidade

Resumo

Área temática

Ciência dos Materiais

Data de Publicação

23/01/2026

País da Publicação

Brasil

Idioma da Publicação

pt-BR

Página do Trabalho

https://www.even3.com.br/anais/virtppgctm-571248/1413762-filmes-de-tio2-depositados-por-sputtering-como-camadas-de-passivacao-e-transporte-de-buracos-para-melhoria-da-co

ISBN

978-65-272-2157-9

Palavras-Chave

Photoelectrochemistry, water splitting, CuWO4, WO3, TiO2

Resumo

Filmes amorfos de dióxido de titânio (TiO₂) preparados por deposição atômica em camadas (ALD), conhecidos como “leaky TiO₂", têm recentemente atraído atenção como camadas protetoras e seletivas de carga em sistemas de produção de combustível via luz solar baseados em semicondutores. Neste estudo, relatamos pela primeira vez o uso de filmes de TiO₂ depositados por RF magnetron sputtering como camadas interfaciais seletivas de buracos para fotoanodos de WO₃/CuWO₄, projetados para oxidação da água. Os revestimentos de TiO₂, com espessuras variando de 2 a 128 nm, resultaram em estruturas amorfas, confirmadas por espectroscopia Raman e difração de raios X (XRD). A caracterização fotoeletroquímica (PEC) e as medições de fotopotencial de superfície (SPV) realizadas com uma sonda Kelvin vibratória revelaram que camadas ultrafinas de TiO₂ (2–8 nm) proporcionaram um aumento substancial no desempenho do dispositivo, dobrando a fotocorrente para 0,97 mA cm⁻² sob luz solar simulada AM1.5 (com eficiência quântica aparente de 19% em 350 nm), aumentando o fotopotencial de superfície em 25% e ampliando o band gap efetivo da heteroestrutura WO₃/CuWO₄. Essas melhorias são atribuídas à seletividade do TiO₂ para o transporte de buracos. Além disso, os dados de SPV sugerem que a sobrecamada de TiO₂ pode suprimir defeitos de recombinação superficial. Em contraste, camadas mais espessas de TiO₂ (16–128 nm) resultam em diminuição da fotocorrente e do fotopotencial devido à maior resistência ao transporte de buracos e ao sombreamento óptico, conforme confirmado pelos espectros de IPCE. Além do aprimoramento do desempenho, os filmes de TiO₂ também contribuem para a durabilidade do eletrodo, permitindo uma evolução praticamente constante de O₂ por mais de 3 h após uma perda inicial de 20−35%. Este trabalho destaca o RF sputtering como uma técnica eficaz para aplicar camadas de passivação de TiO₂ amorfo que melhoram tanto a atividade quanto a estabilidade de fotoanodos WO₃/CuWO₄ para produção de combustíveis via luz solar. Além disso, demonstramos como a combinação das técnicas PEC e SPV fornece informações aprofundadas sobre o funcionamento das camadas de "leaky TiO₂".

Título do Evento: 6ª Reunião Técnica do Programa de Pós-graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais
Cidade do Evento: Presidente Prudente
Título dos Anais do Evento: Anais da 6ª Reunião Técnica do Programa de Pós-graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais
Nome da Editora: Even3
Meio de Divulgação: Meio Digital

Como citar

ESCALIANTE, Lucas Caniati. FILMES DE TIO₂ DEPOSITADOS POR SPUTTERING COMO CAMADAS DE PASSIVAÇÃO E TRANSPORTE DE BURACOS PARA MELHORIA DA CONVERSÃO DE ENERGIA EM FOTOANODOS DE WO₃/CUWO₄ PARA PRODUÇÃO DE COMBUSTÍVEL VIA LUZ SOLAR.. In: Anais da 6ª Reunião Técnica do Programa de Pós-graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais. Anais...Presidente Prudente(SP) UNESP, 2025. Disponível em: https//www.even3.com.br/anais/virtppgctm-571248/1413762-FILMES-DE-TIO2-DEPOSITADOS-POR-SPUTTERING-COMO-CAMADAS-DE-PASSIVACAO-E-TRANSPORTE-DE-BURACOS-PARA-MELHORIA-DA-CO. Acesso em: 15/02/2026