Preparação de células solares de perovskitas de alta eficiência através do método de ar comprimido e substituição do chumbo por bário

Resumo

A pesquisa fotovoltaica foi dramaticamente alterada nos últimos anos pelo surgimento das células solares baseadas em perovskitas híbridas. A eficiência deste tipo de células solares aumentou rapidamente e o recorde atual (23,3%) colocou esse tipo de dispositivo em competição com outras tecnologias fotovoltaicas bem estabelecidas, como silício e filmes finos. Apesar da alta eficiência, muitos aspectos relacionados às perovskitas devem ser melhor compreendidos. De um modo geral, faltam informações detalhadas sobre a formação da perovskita durante a deposição e o papel das fases intermediárias. Medidas in situ, como espalhamento de raios X de amplo ângulo (GIWAXS) durante a preparação por spin-coating, são uma maneira de entender a preparação deste material. No entanto, a preparação da célula solar de alta eficiência é crucial para uma compreensão completa. O método do gás comprimido (CAGS) substitui o método de preparação de antissolvente, sendo utilizado um fluxo de ar no método tradicional de engenharia de solvente, tornando este método mais controlável e mais sustentável. No entanto, a formação da perovskita usando o método CAGS é pouco explorado na literatura. Este projeto visa preparar célula solar de perovskita de alta eficiência (> 20%) através do método CAGS e correlacionar os resultados com medições prévias de GIWAXS in situ durante o spin-coating realizado no Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS). Com o estudo completo, esperamos obter um melhor entendimento do método de preparação e também melhorar a eficiência das células solares montadas em nosso laboratório no Brasil. Além disso, pretendemos estudar a substituição do Pb2 + por Ba2 +, visando obter um valor ótimo de band gap (1,6-1,75 eV) para células solares tandem. Para este objetivo, usaremos perovskitas previamente estudadas no grupo de realização do estágio. Este grupo possui uma alta especialização para preparar este tipo de células solares com alta eficiência, e sua participação é fundamental para o desenvolvimento do projeto em andamento e outros projetos futuros em nosso grupo. (AU)