Investigacao de Nanoparticulas Coloidais de Calcopirita Tipo (Ag,Cu)(In,Ga)(S,Se)2 Passivadas para Aplicacoes em Celulas Solares de Filmes Finos

• Processo: 13/05798-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2013
• Data de Término da vigência: 30 de junho de 2017
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica
• Pesquisador responsável: Ana Flávia Nogueira
• Beneficiário: Emre Yassitepe
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 14/18327-9 - Quantum dots coloidais com defeitos superficiais passivados para aplicações em células solares de filmes finos de heterojunção P-N, BE.EP.PD
• Assunto(s): Nanotecnologia
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Acigs | Cigs | Colloidal Nanoparticle | Depleted Heterojunction | Thin Film Solar Cell | Nanotechnology

Resumo

Este projeto de pós-doutorado descreve a síntese e caracterização de nanopartículas coloidais de calcopirita com modificações na superfície do tipo (Ag,Cu)(In,Ga)(S,Se)2 (ACIGS) e preparação de filmes finos usando estas nanopartículas para aplicação em celulas solares de filmes finos.Células solares de filmes finos baseados em (Ag,Cu)(In,Ga)(S,Se)2 são uma das tecnologias fotovoltaicas mais promissoras devido às propriedades atrativas desses materiais (como óptica e de transporte) e estabelecidos recordes de conversão (que podem atingir 20% em módulos). Vários esforços estão focados na utilização deste material na forma de policristais (bulk) entretanto, nanopartículas não tem sido investigadas extensivamente. O principal problema associado com nanoparticulas são os defeitos de superficie e ligantes inadequados (agentes passivantes) que criam centros de recombinação do eletron-buraco e também prejudicam do transporte desses portadores. Recentes estudos em nanopartículas coloidais PbSxSe1-x com adequado mecanismo de passivação, tem levado a uma impressionante eficiencia em conversao energetica de ~7%. Nosso objetivo é encontrar efetivos mecanismos de passivação de armadilhas de superficie para nanoparticulas de (Ag,Cu)(In,Ga)(S,Se)2 para alcançar valores elevados de eficiência. Escolhemos inicialmente a junção com um filme de nanopartículas de TiO2, CdS/TiO2 ou CdS/ZnO para a montage da célula solar de filme fino. Os objetivos especificos desta proposta de pesquisa são os seguintes:*Sintetizar e caracterizar nanoparticulas de (Ag,Cu)(In,Ga)(S,Se)2 com band gap entre 1.2 e 1.5 eV e diferentes estequiometrias e tamanho;*Passivar nanoparticulas coloidais com modificadores orgânico, inorgânico e/ou híbridos (inorgânico + orgânico) e caracterizar as propriedades eletrônicas, ópticas e estruturais;*Montagem e caracterização de uma célula solar de filme fino, inicialmente formando uma junção tipo pn com um filme de nanopartículas de TiO2, TiO2/ZnO ou CdS/ZnO

Publicações científicas

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(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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CASTANEDA, JUAN A.; NAGAMINE, GABRIEL; YASSITEPE, EMRE; BONATO, LUIZ G.; VOZNYY, OLEKSANDR; HOOGLAND, SJOERD; NOGUEIRA, ANA F.; SARGENT, EDWARD H.; BRITO CRUZ, CARLOS H.; PADILHA, LAZARO A.. Efficient Biexciton Interaction in Perovskite Quantum Dots Under Weak and Strong Confinement. ACS NANO, v. 10, n. 9, p. 8603-8609, SEP 2016. (14/18327-9, 13/16911-2, 13/05798-0, 14/21928-4)

NAGAMINE, GABRIEL; BONATO, LUIZ GUSTAVO; CASTANEDA, JUAN A.; YASSITEPE, EMRE; NOGUEIRA, ANA F.; BRITO CRUZ, CARLOS H.; PADILHA, LAZARO A.; RAFAILOV, MK. Nonlinear Spectroscopy in Perovskite Quantum Dots. ULTRAFAST BANDGAP PHOTONICS III, v. 10638, p. 7-pg., 2018-01-01. (13/05798-0, 13/16911-2)

GERMINO, JOSE C.; YASSITEPE, EMRE; FREITAS, JILIAN N.; SANTIAGO, GLAUCO M.; BONATO, LUIZ GUSTAVO; DE MORAIS, ANDREIA; ATVARS, TERESA D. Z.; NOGUEIRA, ANA F.; KAFAFI, ZH; LANE, PA; et al. Color tunable hybrid light-emitting diodes based on perovskite quantum dot/conjugated polymer. ORGANIC, HYBRID, AND PEROVSKITE PHOTOVOLTAICS XVIII, v. 10363, p. 10-pg., 2017-01-01. (13/05798-0)

YASSITEPE, EMRE; YANG, ZHENYU; VOZNYY, OLEKSANDR; KIM, YOUNGHOON; WALTERS, GRANT; CASTANEDA, JUAN ANDRES; KANJANABOOS, PONGSAKORN; YUAN, MINGJIAN; GONG, XIWEN; FAN, FENGJIA; et al. Amine-Free Synthesis of Cesium Lead Halide Perovskite Quantum Dots for Efficient Light-Emitting Diodes. ADVANCED FUNCTIONAL MATERIALS, v. 26, n. 47, p. 8757-8763, DEC 20 2016. (14/18327-9, 13/16911-2, 13/05798-0)