Defeitos em Materiais de Baixa Dimensão: uma Cooperação Científica Bilateral FAPESP e FWO

• Processo: 24/08610-7
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de janeiro de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2027
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Matheus Paes Lima
• Beneficiário: Matheus Paes Lima
• Pesquisador Responsável no exterior: Dirk Lamoen
• Instituição Parceira no exterior: University Of Antwerp, Bélgica
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Juarez Lopes Ferreira da Silva ; Marcos Gonçalves Quiles
• Assunto(s): Teoria do funcional da densidade
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: defect physics | density functional theory | thin-film solar cells | Defeito em semicondutores

Resumo

Uma célula solar típica é constituída por várias camadas de diferentes materiais empilhadas, onde na camada absorvedora, a energia luminosa é convertida em energia elétrica. Esse processo é determinado não apenas pelas propriedades intrínsecas do material, mas também pela presença de defeitos (pontuais), incluindo impurezas como por exemplo, um átomo não inerente ao sistema adicionado a uma posição intersticial da rede cristalina. Neste contexto, materiais de baixa dimensionalidade apresentam um grande potencial para serem empregados como camadas absorvedoras devido às suas propriedades eletrônicas e ópticas únicas, além de poderem ser produzidos a um custo inferior. Neste projeto, investigamos por meio de cálculos ab initio o efeito de defeitos pontuais intrínsecos nas propriedades de materiais de baixa dimensionalidade. Em particular, calculamos a energia de formação e os níveis de transição de carga de diferentes defeitos intrínsecos (carregados). Investigamos como essas propriedades variam em função da espessura da camada absorvedora, e como essas propriedades são afetadas pela presença da interface entre a camada absorvedora e a camada vizinha da célula solar, como uma camada condutora transparente. Após a determinação dos níveis de transição de carga, calcularemos os coeficientes de recombinação não radiativa de defeitos profundos. (AU)