Colaboração Brasil-Japão em eletrônica verde: estudo de células solares de perovskita sem chumbo

• Processo: 19/22419-0
• Linha de fomento: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Vigência: 01 de março de 2020 - 31 de maio de 2021
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Convênio/Acordo: University of Tsukuba
• Proposta de Mobilidade: SPRINT - Projetos de pesquisa - Mobilidade
• Pesquisador responsável: Ana Flávia Nogueira
• Beneficiário: Ana Flávia Nogueira
• Pesq. responsável no exterior: Takeaki Sakurai
• Instituição no exterior: University of Tsukuba, Japão
• Instituição-sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 17/11986-5 - Divisão de Pesquisa 1 - portadores densos de energia, AP.PCPE
• Assunto(s): Fontes renováveis de energia Conversão de energia Energia solar Energia fotovoltaica Células solares Materiais nanoestruturados Perovskita Toxicidade

Resumo

Com o aumento da demanda global em energia e as preocupações ambientais o desenvolvimento de tecnologias de energia renovável torna-se imprescindível. A tecnologia fotovoltaica (PV) tornou-se muito popular porque pode converter grandes quantidades de energia solar em energia elétrica. No entanto, para alcançar maior disseminação e uso, novos materiais diferentes do silício são necessários, principalmente em aplicações leves e flexíveis, como arquiteturas e veículos elétricos. Nos últimos anos, células solares híbridas orgânico-inorgânicas de perovskita (PSC), como o iodeto de metilamônio e chumbo (MAPbI3), atraíram considerável atenção devido à sua alta eficiência de conversão de energia (PCE) de 25,2%. No entanto, questões de toxicidade e estabilidade dificultam a comercialização de PSC. A toxicidade das PSC à base de chumbo é um obstáculo significativo ao seu uso prático. Portanto, PSCs sem chumbo, onde outros íons como estanho, germânio e bismuto em substituição ao chumbo são alvos de intensa pesquisa. Além disso, no caso do PSC, os próprios materiais de perovskita são sensíveis à umidade e ao oxigênio, e logo apresentam problemas de estabilidade e tempo de vida. Portanto, pesquisas para obter uma estrutura cristalina estável, como a perovskita 2D, substituindo o metilamônio (MA) por outro cátion orgânico, alguns aditivos, césio, etc. estão em andamento. Nesse projeto o objetivo principal é superar os problemas de toxicidade e estabilidade das PSCs. No entanto, a composição desses materiais é complexa, com muitos cátions diferentes e sua estrutura cristalina é difícil de controlar. Também é foco do projeto entender como a flutuação e os defeitos da composição local são formados e como a perda de energia é induzida, sistematicamente. (AU)