Quantum dots coloidais com defeitos superficiais passivados para aplicações em células solares de filmes finos de heterojunção P-N

• Processo: 14/18327-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 03 de novembro de 2014
• Data de Término da vigência: 02 de outubro de 2015
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica
• Pesquisador responsável: Ana Flávia Nogueira
• Beneficiário: Emre Yassitepe
• Supervisor: Edward Hartley Sargent
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: University of Toronto (U of T), Canadá
• Vinculado à bolsa: 13/05798-0 - Investigacao de Nanoparticulas Coloidais de Calcopirita Tipo (Ag,Cu)(In,Ga)(S,Se)2 Passivadas para Aplicacoes em Celulas Solares de Filmes Finos, BP.PD
• Assunto(s): Filmes finos Materiais nanoestruturados Células solares Pontos quânticos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Colloidal Quantum Dots | nanomaterials | Thin Film Solar Cells | Nanomaterials

Resumo

Esta proposta descreve a pesquisa em materiais e processos para a síntese e caracterização de Quantum Dots coloidais (CQD) de (Ag, Cu) (In) (S, Se)2, e PbS com defeitos superfíciais passivados e sua aplicação em heterojunção p-n em células solares. Células solares de filmes finos de CQD prometem baixos custos de fabricação com alta eficiência de conversão de fótons, o que é ideal para aplicações comerciais. Um dos pré-requisitos para atingir alta eficiência é estabelecer acoplamento eletrônico dos CQDs ao diminuir o espaçamento interpartículas quando depositados na forma de filme fino. Logo após a síntese, os CQDs sintetizados não conseguem atingir resultados satisfatórios em células solares por causa dos ligantes superficiais de cadeia longa, que aumentam o espaçamento interpartícular e a passivação incompleta de armadilhas superfíciais. Portanto, é necessário executar um procedimento de troca de ligantes para minimizar o espaçamento interpartículas e passivar as armadilhas de superfície. O grupo do Prof. Sargent publicou resultados notáveis em CQD de PbS com armadilha de superficie passivada em células solares de filmes finos com eficiência próxima de 10%. Um estudo detalhado sobre a síntese de (Ag, Cu) (In) (S, Se)2 , PbS e Cd(S, Se) e mecanismos adequados de passivação de CQDs serão realizados para atingir melhores eficiências em células solares. Além disso, uma nova configuração do dispositivo, heterojunção quantica, será estudada para heterojunções PbS / Cd (S, Se) e (Ag, Cu) (In) (S, Se)2 / Cd(S, Se), o que compreende a plena utilização de CQDs como camada ativa/janela. Este projeto será realizado sob a supervisão do Prof Sargent no Departamento de Engenharia Elétrica da Universidade de Toronto. (AU)

Publicações científicas

(8)

(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)

YANG, ZHENYU; JANMOHAMED, ALYF; LAN, XINZHENG; DE ARQUER, F. PELAYO GARCIA; VOZNYY, OLEKSANDR; YASSITEPE, EMRE; KIM, GI-HWAN; NING, ZHIJUN; GONG, XIWEN; COMIN, RICCARDO; et al. Colloidal Quantum Dot Photovoltaics Enhanced by Perovskite Shelling. Nano Letters, v. 15, n. 11, p. 7539-7543, NOV 2015. (14/18327-9)

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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)