Células solares híbridas baseadas em perovskitas

Resumo

O aumento da demanda energética, ao longo dos últimos anos, vem crescendo substancialmente, devido ao aumento populacional e a grande dependência por energia elétrica. A energia solar fotovoltaica é uma fonte renovável e promissora para suprir as necessidades globais de energia. Desde 2009, perovskitas do tipo CH3NH3PbX3(X=Cl, Br ou I) tem sido utilizada em células solares devido ao seu ótimo desempenho, batendo recordes de eficiência, atingindo valores próximos de 18%. As propriedades deste material ainda são pouco conhecidas, mas apesar disto, elas são promissoras para a produção de dispositivos de baixo custo e alta eficiência. Desta maneira, o presente projeto de mestrado tem o objetivo de introduzir estudos sobre perovskitas do tipo CH3NH3PbX3 em células solares no Laboratório de Nanotecnologia e Energia Solar (LNES) da UNICAMP. Inicialmente a deposição da perovskita CH3NH3PbI3, sobre o eletrodo poroso de TiO2 será otimizada. Os parâmetros concentração de iodeto de chumbo (PbI2), velocidade de deposição de PbI2 por spin coating, concentração de iodeto de metil amônio (CH¬3NH3I) em isopropanol e tempo de dipping serão variados com o objetivo de otimizar a deposição. Posteriormente serão preparados eletrodos porosos de TiO2 recobertos com os óxidos Al2O3, MgO, Nb2O5 ou SrTiO3 pelo método sol-gel com o objetivo de reduzir a recombinação entre a perovskita e o condutor de buraco spiro-OMeTAD (2,22,7,72-tetraquis(N,N2-di-p-metoxifenilamina)-9,92-spirobifluoreno) e assim promover um aumento na eficiência dos dispositivos. As características morfológicas e estruturais serão acompanhadas pelas técnicas de difração de raios-x, microscopia de força atômica, microscopia eletrônica de varredura, energia dispersiva de raios-x, e as características fotovoltaicas e de transferência de carga serão acompanhadas pela obtenção de curvas de corrente contra tensão no escuro e sob iluminação, curvas de eficiência quântica em função do comprimento de onda, espectroscopia de emissão de fluorescência, espectroscopia na região do UV-Vis., espectroscopia de absorção transiente e espectroscopia de impedância eletroquímica. (AU)