Natural dyes from amazon forest: potential application in dye-sensitized solar cells

• Published in: Matéria Vol. 26; no. 2
• Main Authors: Amâncio, Moisés do Amaral, Raphael, Ellen, Romaguera-Barcelay, Yonny, Silva-Moraes, Maria Oneide, Ruzo, Camila Macena, Passos, Raimundo Ribeiro, Brito, Walter Ricardo
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: Laboratório de Hidrogênio, Coppe - Universidade Federal do Rio de Janeiro; em cooperação com a Associação Brasileira do Hidrogênio, ABH2 2021
• Subjects: CONSTRUCTION & BUILDING TECHNOLOGY; MATERIALS SCIENCE, MULTIDISCIPLINARY; METALLURGY & METALLURGICAL ENGINEERING; Amazon Forest; corante vegetal; Grätzel Cell; célula de Grätzel; Floresta Amazônica; Plants dyes; solar cell; célula solar; DSSC
• ISSN: 1517-7076; 1517-7076
• DOI: 10.1590/s1517-707620210002.1282

ABSTRACT In this work, plant dyes extracted from Amazon Forest are applied as a sensitizer in Dye-Sensitized Solar Cells. The selected plants were Euterpe oleracea, Arrabidaea chica, Bixa orellana, Genipa Americana, and Myrcia sylvatica, and the dyes were collected from fruits, leaves, seeds, pulp and seeds and stalk scrapings respectively. Characterization studies by the UV-vis spectroscopy made it possible to know the absorption spectra of each plant dye, and the X-ray diffraction technique allows the structural characterization of the nanostructured semiconductor layer. The solar cells were characterized according to their efficiency parameters (Voc, Jsc, FF and ? (%)), obtained from the current vs voltage curves. Such parameters proved to be modest, presenting Voc and Jsc values over 0.334 volts and 0.452 mA/cm2 for a photosensitized cell with the dyes extracted from Genipa americana. In this way, it was possible to verify the photoelectrochemical potential of the dyes extracted from plants of the Amazon Forest.
RESUMO Neste trabalho são aplicados corantes extraídos de plantas da Floresta Amazônica como sensibilizadores em células solares sensibilizadas por corantes. As plantas selecionadas foram Euterpe oleracea, Arrabidaea chica, Bixa orellana, Genipa americana e Myrcia sylvatica e os corantes foram coletados de frutos, folhas, sementes, polpa e sementes e do caule, respectivamente. Os estudos de caracterização através da espectroscopia UV-vis possibilitaram conhecer os espectros de absorção para cada corante e a técnica de difração de raios X permitiu a caracterização estrutural da camada semicondutora nanoestruturada. As células solares foram caracterizadas quanto a seus parâmetros de eficiência (Voc, Jsc, FF e ? (%)), obtidas das curvas de corrente vs potencial. Tais parâmetros se mostraram modestos, apresentando valores de Voc sobre os 0,334 volts e Jsc de 0,452 mA/cm2 para célula fotossensibilizada com o corante extraído da Genipa americana. Dessa forma foi possível verificar o potencial fotoeletroquímico dos corantes extraídos de plantas da Floresta Amazônica.