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Perovskitas com cátions mistos: relação entre estrutura, composição, propriedades eletrônicas e eficiência das células solares

Processo: 17/12582-5
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado
Vigência (Início): 01 de setembro de 2017
Situação:Interrompido
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
Pesquisador responsável:Ana Flávia Nogueira
Beneficiário:Rodrigo Szostak
Instituição-sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
Bolsa(s) vinculada(s):18/25801-0 - Preparação de células solares de perovskitas de alta eficiência através do método de ar comprimido e substituição do chumbo por bário, BE.EP.DR
Assunto(s):Células solares   Perovskita   Energia solar

Resumo

A energia solar fotovoltaica é uma importante alternativa para a diversificação da matriz energética e redução da emissão de gases estufa. Atualmente o mercado é dominado pelas células solares de silício que tem décadas de estudo, modesta eficiência e estabilidade. Porém, nos últimos quatro anos, as células solares de perovskitas tem chamado atenção da comunidade cientifica e da indústria fotovoltaica. Perovskita tem a formula geral ABX3, e nas utilizadas em células solares o sitio "A" é composto principalmente por cátions orgânicos (metilamônio (MA) e/ou formamidínio (FA)) ou inorgânicos (Cs+ e/ou Rb+), "B" pelo íon chumbo ou estanho (Pb2+, Sn2+) e "X" por um íon halogênio (Br- e/ou I-). A adição de pequenas quantidades de Cs+ e Rb+ (0-15%) em perovskitas com FA ou FAMA melhora a estabilidade e mantem os elevados valores de eficiência das células solares, porém ainda se sabe muito pouco sobre a verdadeira contribuição e distribuição destes cátions inorgânicos na matriz de perovskita. Sendo assim, este projeto de Doutorado propõe estudar o a influência destes cátions em relação a estrutura cristalina, propriedades eletrônicas, estabilidade e eficiência de células solares. Para isto será desenvolvido um método de preparação sem a utilização de atmosfera inerte visando a aplicação industrial e caracterizações avançadas utilizando luz sincrotron. Serão preparadas perovskitas com composições que apresentam alta eficiência com todas as combinações de cátions (MA, FA, Cs+ e Rb+) e serão caracterizadas principalmente pelas técnicas de difração, fluorescência e espalhamento de raios X de alta resolução, fotoluminescência resolvida no tempo e nano espectroscopia na região do infravermelho com experimentos in situ e/ou ex situ utilizando luz Sincrotron.

Publicações científicas
(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)
HOWARD, JOHN M.; TENNYSON, ELIZABETH M.; BARIK, SABYASACHI; SZOSTAK, RODRIGO; WAKS, EDO; TONEY, MICHAEL F.; NOGUEIRA, ANA F.; NEVES, BERNARDO R. A.; LEITE, MARINA S. Humidity-Induced Photoluminescence Hysteresis in Variable Cs/Br Ratio Hybrid Perovskites. Journal of Physical Chemistry Letters, v. 9, n. 12, p. 3463-3469, JUN 21 2018. Citações Web of Science: 4.

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