Semicondutor de perovskita de haleto de baixa dimensão para conversão de energia solar

Resumo

As perovskitas híbridas orgânicas-inorgânicas de haletos têm atraído considerável atenção devido ao seu excelente desempenho fotovoltaico e fotoeletroquímico e propriedades optoeletrônicas. O controle de suas estruturas eletrônicas e cristalinas e da condutividade fotoelétrica é ponto central para a idealização de novos materiais, novas funcionalidades e/ou melhoria da eficiência dos dispositivos optoeletrônicos. Controle da energia do band gap, baixa energia de ligação de éxciton, coeficientes de absorção ótica muito grandes em todo o espectro visível, comprimento de difusão de elétrons e buracos longos levando a separação e coleta de carga elétrica eficiente e alta tolerância a defeitos são propriedades físicas importantes observadas nesses materiais. No entanto, apesar do grande progresso em eficiência, as principais desvantagens das perovskitas híbridas são a instabilidade sob as condições ambientais e a toxicidade do chumbo. Comparada com a perovskita 3D convencional ABX3, a família de baixa dimensionalidade 0D e 2D exibe melhor estabilidade ambiental e composições mais variadas, bem como estruturas eletrônicas e cristalinas. Neste projeto, pretendemos obter um melhor entendimento sobre a síntese, propriedades químicas e físicas na família 0D A4BX6 e perovskitas haleto orgânico-inorgânico 2D com fórmula geral (OM) 2An 1BnX3n + 1 (n = 1 , 2, 3, 4 ...), onde OM são moléculas orgânicas, A é cátion monovalente, B é um cátion de metal divalente, X é um ânion haleto e n representa o número de camadas [BX6]4- octaédricas. A variação da dimensionalidade, do cátion orgânico e do número de camadas na estrutura 2D pode levar à mudança da estrutura do cristal, propriedades químicas e físicas oferecendo uma ampla oportunidade para descobertas de materiais e de fenômenos físicos, assim como novas aplicações tecnológicas. Pretendemos estudar as propriedades eletrônicas e ópticas dessas perovskitas de baixa dimensionalidade separadamente e colocadas na interface de filmes 3D. Esta é uma abordagem eficaz para obter mais conhecimento e discernimento para projetar novos dispositivos eletrônicos. Neste cenário, as perovskitas 2D serão usadas como uma camada protetora das células solares 3D e dispositivos fotoeletroquímicos para melhorar a eficiência e estabilidade. Também pretendemos estudar o efeito da pressão externa nas propriedades eletrônicas e ópticas dessas perovskitas 0D e 2D, o que é uma abordagem eficiente para obter um melhor entendimento das suas propriedades físicas, bem como para projetar novos dispositivos eletrônico. (AU)