Otimização da estabilidade de células solares de perovskitas

• Processo: 20/12356-8
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Data de Início da vigência: 01 de maio de 2022
• Data de Término da vigência: 30 de abril de 2027
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Carlos Frederico de Oliveira Graeff
• Beneficiário: Carlos Frederico de Oliveira Graeff
• Instituição Sede: Faculdade de Ciências (FC). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Bauru. Bauru , SP, Brasil
• Pesquisadores principais: Jose Humberto Dias da Silva
• Pesquisadores associados: André Avelino Pasa ; Augusto Batagin Neto ; Cristiani Campos Plá Cid ; Diego Bagnis ; Fenelon Martinho Lima Pontes ; Hugo Gajardoni de Lemos ; João Vitor Paulin ; Lucas Michelão Martins ; Miguel Henrique Boratto ; Silvia Leticia Fernandes ; Talita Mazon
• Auxílio(s) vinculado(s): 24/02264-0 - Aprimoramento de células solares de perovskita com nanocompósitos de MXene 2D visando maior eficiência e estabilidade, AP.R; 23/12686-6 - Síntese e caracterização de uma biblioteca de poli(fulereno)s para aplicaçoes fotovoltaicas, AV.EXT; 23/01117-0 - EMU aprovado no processo 2020/12356-8: equipamento para medidas de eficiência quântica e espectroscopia de deflexão fototérmica (PDS), AP.EMU
• Bolsa(s) vinculada(s): 25/00301-8 - Aprimorando a Estabilidade de Células Solares de Perovskita por Meio de Estratégias de Passivação Bioinspiradas, BP.PD; 25/11855-4 - Avaliação da estabilidade de células solares de perovskita por meio de MPPT e espectroscopia não-linear., BP.IC; 25/03681-6 - Células solares de perovskitas invertidas baseadas em CoO e NiO como materiais transportadores de buracos, BP.PD; + mais bolsas vinculadas 24/23751-6 - Efeitos da aplicação de MXenes de Nb2CTx e Nb4CTx no comportamento elétrico das Células Solares de Perovskitas, BP.MS; 25/01805-0 - Aplicação de materiais 2D para otimização de células solares de perovskita: análise da influência dos efeitos passivadores através de curvas JV, BP.IC; 24/03707-2 - Técnicas de caracterizações elétricas para as células solares de perovskitas, BP.IC; 23/17477-6 - Encapsulamento de células solares de perovskita, BP.IC; 22/08848-8 - Síntese e caracterização de filmes finos baseados em estruturas híbridas de Perovskita/MXenes, BP.IC; 22/09093-0 - Síntese e caracterização de MXenes visando aplicações em armazenamento e conversão de energia, BP.IC; 22/10998-8 - Desenvolvimento de filmes de perovskitas e de Nb2O5 visando estabilidade das células solares de perovskitas, BP.PD - menos bolsas vinculadas
• Assunto(s): Células solares Óxido de nióbio Perovskita Espectroscopia Energia renovável
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Defects reduction | Niobium oxide | perovskite solar cells | Photothermal Deflection Spectroscopy | Stability Optimization | Células fotovoltaicas

Resumo

Para atender à crescente demanda global por fontes limpas de energia, esforços significativos têm sido dedicados à busca de fontes alternativas de energia renováveis acessíveis e sustentáveis, com menor impacto ambiental. Nesse âmbito, as células solares de perovskita (CSP) baseadas em compostos híbridos orgânico-inorgânico de haleto de chumbo tornaram-se uma das tecnologias fotovoltaicas mais promissoras, por serem produzidas a baixo custo e com eficiências maiores que 25%. No entanto, a baixa estabilidade desses dispositivos é uma barreira para sua comercialização. Para superar esse problema é necessário o entendimento dos fenômenos físicos e químicos que regem os processos de degradação das perovskitas, em especial no composto CH3NH3PbI3. Entre as dificuldades a serem superadas estão a degradação das perovskitas pela exposição à umidade, ao oxigênio, e à luz UV. Há também os problemas decorrentes da natureza química dos materiais, como a grande quantidade de defeitos, responsáveis por causar movimentação iônica e acúmulo de cargas nas interfaces dos materiais, desencadeando processos de degradação irreversíveis. Para melhor entender os processos de degradação, medidas de absorção óptica de alta sensibilidade, de transporte elétrico em função da voltagem aplicada e da frequência, fotoluminescência, emissão de fotoelétrons nas interfaces internas, de energia das espécies que formam os filmes, e de microscopia eletrônica de transmissão, juntamente com outras caracterizações básicas e simulações computacionais, serão utilizadas de maneira integrada, para se obter células de alta eficiência e alta estabilidade, com performance compatível com o estado da arte, e competitivas com as produzidas nos melhores centros, tanto do ponto de vista de custos quanto de performance. (AU)

Publicações científicas

(14)

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

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Patente(s) depositada(s) como resultado deste projeto de pesquisa