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

Processo: 14/18327-9
Linha de fomento:Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 03 de novembro de 2014
Vigência (Término): 02 de outubro de 2015
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica
Pesquisador responsável:Ana Flávia Nogueira
Beneficiário:Emre Yassitepe
Supervisor no Exterior: Edward Hartley Sargent
Instituição-sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
Local de pesquisa : University of Toronto (U of T), Canadá  
Vinculado à bolsa:13/05798-0 - Investigação de nanopartículas coloidais de calcopirita tipo (Ag,Cu)(In,Ga)(S,Se)2 passivadas para aplicações em células solares de filmes finos, BP.PD
Assunto(s):Filmes finos   Materiais nanoestruturados   Células solares   Pontos quânticos

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)
YASSITEPE, EMRE; YANG, ZHENYU; VOZNYY, OLEKSANDR; KIM, YOUNGHOON; WALTERS, GRANT; CASTANEDA, JUAN ANDRES; KANJANABOOS, PONGSAKORN; YUAN, MINGJIAN; GONG, XIWEN; FAN, FENGJIA; PAN, JUN; HOOGLAND, SJOERD; COMIN, RICCARDO; BAKR, OSMAN M.; PADILHA, LAZARO A.; NOGUEIRA, ANA F.; SARGENT, EDWARD H. 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. Citações Web of Science: 87.
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. Citações Web of Science: 41.
ZHANG, BO; ZHENG, XUELI; VOZNYY, OLEKSANDR; COMIN, RICCARDO; BAJDICH, MICHAL; GARCIA-MELCHOR, MAX; HAN, LILI; XU, JIXIAN; LIU, MIN; ZHENG, LIRONG; DE ARQUER, F. PELAYO GARCIA; DINH, CAO THANG; FAN, FENGJIA; YUAN, MINGJIAN; YASSITEPE, EMRE; CHEN, NING; REGIER, TOM; LIU, PENGFEI; LI, YUHANG; DE LUNA, PHIL; JANMOHAMED, ALYF; XIN, HUOLIN L.; YANG, HUAGUI; VOJVODIC, ALEKSANDRA; SARGENT, EDWARD H. Homogeneously dispersed multimetal oxygen-evolving catalysts. Science, v. 352, n. 6283, p. 333-337, APR 15 2016. Citações Web of Science: 487.
YANG, ZHENYU; YASSITEPE, EMRE; VOZNYY, OLEKSANDR; JANMOHAMED, ALYF; LAN, XINZHENG; LEVINA, LARISSA; COMIN, RICCARDO; SARGENT, EDWARD H. Self-Assembled PbSe Nanowire:Perovskite Hybrids. Journal of the American Chemical Society, v. 137, n. 47, p. 14869-14872, DEC 2 2015. Citações Web of Science: 8.
KIM, YOUNGHOON; YASSITEPE, EMRE; VOZNYY, OLEKSANDR; COMIN, RICCARDO; WALTERS, GRANT; GONG, XIWEN; KANJANABOOS, PONGSAKORN; NOGUEIRA, ANA F.; SARGENT, EDWARD H. Efficient Luminescence from Perovskite Quantum Dot Solids. ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES, v. 7, n. 45, p. 25007-25013, NOV 18 2015. Citações Web of Science: 191.
YANG, ZHENYU; JANMOHAMED, ALYF; LAN, XINZHENG; DE ARQUER, F. PELAYO GARCIA; VOZNYY, OLEKSANDR; YASSITEPE, EMRE; KIM, GI-HWAN; NING, ZHIJUN; GONG, XIWEN; COMIN, RICCARDO; SARGENT, EDWARD H. Colloidal Quantum Dot Photovoltaics Enhanced by Perovskite Shelling. Nano Letters, v. 15, n. 11, p. 7539-7543, NOV 2015. Citações Web of Science: 74.
NING, ZHIJUN; GONG, XIWEN; COMIN, RICCARDO; WALTERS, GRANT; FAN, FENGJIA; VOZNYY, OLEKSANDR; YASSITEPE, EMRE; BUIN, ANDREI; HOOGLAND, SJOERD; SARGENT, EDWARD H. Quantum-dot-in-perovskite solids. Nature, v. 523, n. 7560, p. 324+, JUL 16 2015. Citações Web of Science: 174.
FAN, FENGJIA; KANJANABOOS, PONGSAKORN; SARAVANAPAVANANTHAM, MAYURAN; BEAUREGARD, ERIC; INGRAM, GRAYSON; YASSITEPE, EMRE; ADACHI, MICHAEL M.; VOZNYY, OLEKSANDR; JOHNSTON, ANDREW K.; WALTERS, GRANT; KIM, GI-HWAN; LU, ZHENG-HONG; SARGENT, EDWARD H. Colloidal CdSe1-xSx Nanoplatelets with Narrow and Continuously-Tunable Electroluminescence. Nano Letters, v. 15, n. 7, p. 4611-4615, JUL 2015. Citações Web of Science: 46.

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