Preparação e estudo da fotodegradação de compósitos de matriz polimérica para encapsulamento de células fotovoltaicas.

Abstract

Os componentes das células solares são feitos com lâminas e filmes semicondutores, metálicos e cerâmicos. Tais materiais não são inertes à ação da atmosfera terrestre. Neste contexto, parte importante da produção de módulos fotovoltaicos inclui etapas para a proteção das células. Estas deverão ser preservadas de ações agressivas do ambiente, para o que elas são devidamente encapsuladas. O material encapsulante deve possuir determinadas propriedades e dentre elas se destaca a alta resistência à degradação por radiação ultravioleta. Filmes de materiais poliméricos como o poli(tereftalato de etileno)(PET) devidamente modificados podem ser empregados por causa de sua adequação às propriedades necessárias a um material encapsulante. Nesta pesquisa, os filmes preparados são compósitos de poli(tereftalato de etileno) reforçados com partículas de quartzo irradiado e não irradiado com raios gama e o absorvedor de radiação ultravioleta Tinuvin®. A escolha dos aditivos foi baseada no comportamento óptico deles esperado. Os compósitos foram preparados segundo uma matriz de experimentos previamente estabelecida. A ênfase deste trabalho foi dada ao fenômeno da fotodegradação destes compósitos, sobretudo quando o polímero é exposto à radiação ultravioleta. Os mecanismos pertinentes foram promovidos em ensaios de exposição à câmara de intemperismo artificial Q-UV. A fluorescência de raios X determinou com êxito a composição química do quartzo. A difratometria a laser, o cyclosizer, a microscopia óptica e eletrônica de varredura mostraram-se adequados à caracterização da forma e tamanho do quartzo cominuído. O comportamento óptico, a análise de tensões e a amorfização das superfícies das partículas de quartzo cominuído foram observados com sucesso por espectroscopia de UV-Visível e difração de raios X, este último antes e após tratamento térmico. O amarelecimento da superfície e a microestrutura dos compósitos produzidos foram observados por a microscopia óptica e eletrônica de varredura. O grau de fotodegradação e sua relação com o amarelecimento dos compósitos foram eficazmente observados por espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier. Os resultados indicaram que é possível se fazer filmes mais resistentes à degradação por radiação ultravioleta e pelo intemperismo, mas é necessário desenvolver melhor o processo de preparação do filme e dos aditivos particulados para que a proteção contra fotodegradação, proporcionada pelo comportamento óptico dos aditivos, seja melhor observada.