Investigações de conversão ascendente e descendente de energia em vidros e vitrocerâmicas de telúritos dopados com íons terras raras, para aplicações em células solares

• Processo: 15/10713-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2015
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2017
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Andrea Simone Stucchi de Camargo Alvarez Bernardez
• Beneficiário: Rajesh Dagupati
• Instituição Sede: Instituto de Física de São Carlos (IFSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 13/07793-6 - CEPIV - Centro de Ensino, Pesquisa e Inovação em Vidros, AP.CEPID
• Assunto(s): Células solares Luminescência
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Células Solares | conversão ascendente e descendente de energia | Íons Terras Raras | luminescência | teluritos | vidros e vitrocerâmicas | Propriedades ópticas e espectroscópicas de materiais

Resumo

Tecnologias fotovoltaicas para a conversão de energia solar representam rotas promissoras para a geração de energia verde e renovável. Apesar de ser pesquisada há mais de 50 anos, a produção de energia solar continua a ser custosa, em grande parte devido à baixa eficiência de conversão nas células solares. A maior dificuldade em melhorar a eficiência de conversão se encontra na falta de boa superposição espectral de energia dos fótons solares incidentes e os gaps de energia de materiais semicondutores que constituem as células, especialmente no infravermelho. Com o objetivo de se utilizar a porção infravermelha da radiação solar para melhorar o desempenho das células, progressos tem sido feitos na área de conversão ascendente e descendente de energia. Recentemente, materiais luminescentes, capazes de converter um largo espectro de luz em fótons com comprimento de onda particular, têm sido sintetizados e utilizados para minimizar as perdas no processo de conversão solar em energia elétrica. Neste cenário se insere este projeto que se baseia no desenvolvimento de conversores espectrais com ênfase em materiais baseados em lantanídeos e os processos de conversão ascendente e deslocamento de energia. Particularmente, propomos o estudo de vidros teluritos e germanatos dopados com terras raras, a serem preparados pelo método convencional de fusão e resfriamento. Estes materiais serão caracterizados sistematicamente do ponto de vista estrutural (DRX, MEV), químico (FTIR, Raman), térmico (TG/DTA/DSC) e espectroscópico (Absorção óptica, fotoluminescência, medidas de tempos de vida de estado excitado), além de estarem previstas medidas de eficiência da célula solar. Os vidros também serão tratados termicamente para se obter vitrocerâmicas. DRX, MEV, MET, FTIR e Raman serão utilizadas para investigar o tamanho das partículas e as características de ligação química. As vitrocerâmicas também serão estudadas para o mesmo propósito.

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)

RAJESH, DAGUPATI; DOUSTI, M. REZA; AMJAD, RAJA J.; DE CAMARGO, A. S. S.. Enhancement of down- and upconversion intensities in Er3+/Yb3+ co-doped oxyfluoro tellurite glasses induced by Ag species and nanoparticles. Journal of Luminescence, v. 192, p. 250-255, DEC 2017. (15/10713-0, 13/07793-6)

RAJESH, D.; DOUSTI, M. REZA; AMJAD, RAJA J.; DE CAMARGO, A. S. S.. Quantum cutting and up-conversion investigations in Pr3+/Yb3+ co-doped oxyfluoro-tellurite glasses. Journal of Non-Crystalline Solids, v. 450, p. 149-155, OCT 15 2016. (15/10713-0, 15/08434-5, 13/07793-6)

RAJESH, DAGUPATI; DE CAMARGO, A. S. S.. Nd3+ doped new oxyfluoro tellurite glasses and glass ceramics containing NaYF4 nano crystals-1.06 mu m emission analysis. Journal of Luminescence, v. 207, p. 469-476, MAR 2019. (15/10713-0, 13/07793-6)

RAJESH, DAGUPATI; AMJAD, RAJA J.; REZA DOUSTI, M.; DE CAMARGO, A. S. S.. Enhanced VIS and NIR emissions of Pr3+ ions in TZYN glasses containing silver ions and nanoparticles. Journal of Alloys and Compounds, v. 695, p. 607-612, FEB 25 2017. (15/10713-0, 13/07793-6, 15/08434-5)