Calcogenetos dopados com metais para aplicação em células solares de bandas intermediárias

• Processo: 17/15144-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2018
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2021
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Lucia Helena Mascaro Sales
• Beneficiário: Marcos Antonio Santana Andrade Junior
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 13/07296-2 - CDMF - Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais, AP.CEPID
• Bolsa(s) vinculada(s): 18/26005-2 - Calcogenetos dopados com metais para aplicação em células solares de filmes finos processados a partir de soluções, BE.EP.PD
• Assunto(s): Fotoeletroquímica Células solares Calcogeneto Filmes finos Metais de transição Semicondutores (físico-química)
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: bandas intermediárias | calcogenetos | Células Solares | semicondutores | Fotoeletroquímica

Resumo

Células solares de bandas intermediárias (IBSC) têm sido propostas como dispositivos capazes de ultrapassar os limites de eficiência de conversão de energia. Neste tipo de dispositivo, os fótons com energia inferior à energia de band-gap serão bem aproveitados se, a coleção de estados eletrônicos permitidos dentro do band-gap do material da camada absorvedora, dividir efetivamente o gap principal em dois band-gaps menores. O calcogeneto ternário, CuGaS2, possui um amplo band-gap (2,4 eV), que favorece a utilização deste material para obtenção de semicondutores com bandas intermediárias a partir de sua dopagem com metais de transição. Neste projeto, a dopagem da calcopirita com elementos V, Nb, Sb e Bi, mais abundantes e menos tóxicos do que os elementos tradicionais utilizados em células solares de filmes finos, deve resultar na formação de bandas intermediárias isoladas e parcialmente preenchidas capazes de aumentar a promoção de elétrons da banda de valência ou da banda intermediária para a banda de condução. A aplicação dos semicondutores dopados com os metais como camada absorvedora resultará em dispositivos fotovoltaicos de maior eficiência. Filmes finos de CuGaS2 dopados e não dopados serão preparados por eletrodeposição ou por spray da solução de nanopartículas precursoras. A eficiência das células solares será analisada em função do tipo e da concentração do metal dopante. Além disso, serão estudados o comportamento e posição das bandas intermediárias e os mecanismos de transferência de carga nas células solares. (AU)

Publicações científicas

(7)

(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)

ANDRADE, JR., MARCOS A. S.; MASCARO, LUCIA H.. Photoelectrocatalytic reduction of nitrobenzene on Bi-doped CuGaS2 films. Chemosphere, v. 212, p. 79-86, DEC 2018. (17/15144-9, 14/50249-8, 13/07296-2)

SALOMAO, ARTHUR CORRADO; DOS SANTOS ARAUJO, MILENY; DOS SANTOS, HUGO LEANDRO SOUSA; MEDINA, MARINA; MASCARO, LUCIA HELENA; ANDRADE JUNIOR, MARCOS ANTONIO SANTANA. owards Highly Efficient Chalcopyrite Photocathodes for Water Splitting: The Use of Cocatalysts beyond P. CHEMSUSCHEM, v. 14, n. 21, SEP 2021. (19/26860-2, 17/15144-9, 13/07296-2, 20/09000-7, 17/12794-2, 17/11986-5, 14/50249-8)

ANDRADE, JR., MARCOS A. S.; MASCARO, LUCIA H.. Bismuth doping on CuGaS2 thin films: structural and optical properties. MRS COMMUNICATIONS, v. 8, n. 2, p. 504-508, JUN 2018. (14/50249-8, 13/07296-2, 17/15144-9)

ANDRADE JR, MARCOS A. S.; GROMBONI, MURILO F.; SOARES, LEANDRO L.; MASCARO, LUCIA H.. Double-Pulse Electrodeposition of CuGaS2 Photovoltaic Thin Film. CHEMELECTROCHEM, v. 6, n. 12, p. 2998-3001, JUN 14 2019. (14/50249-8, 13/07296-2, 17/15144-9)

DE BRITO, JULIANA FERREIRA; SANTANA ANDRADE JR, MARCOS ANTONIO; BOLDRIN ZANONI, MARIA VALNICE; MASCARO, LUCIA HELENA. All-solution processed CuGaS2-based photoelectrodes for CO2 reduction. JOURNAL OF CO2 UTILIZATION, v. 57, p. 12-pg., 2022-03-01. (18/26005-2, 18/16401-8, 17/15144-9, 18/02950-0, 17/11986-5, 14/50249-8, 13/07296-2)

DIAS, JEFERSON A.; ANDRADE JR, MARCOS A. S.; SANTOS, HUGO L. S.; MORELLI, MARCIO R.; MASCARO, LUCIA H.. Lanthanum-Based Perovskites for Catalytic Oxygen Evolution Reaction. CHEMELECTROCHEM, v. 7, n. 15, JUN 2020. (17/15144-9, 14/50249-8, 17/11986-5, 18/26005-2, 19/26860-2, 18/16401-8, 13/07296-2)

ARAUJO, MILENY DOS SANTOS; DOS SANTOS, HUGO LEANDRO SOUSA; MEDINA, MARINA; SALOMAO, ARTHUR CORRADO; MASCARO, LUCIA HELENA; ANDRADE JUNIOR, MARCOS ANTONIO SANTANA. Vanquishing CZTSSe deep defects to enhance photoelectrocatalytic water splitting. Electrochimica Acta, v. 464, p. 7-pg., 2023-10-01. (17/15144-9, 17/11986-5, 19/26860-2, 14/50249-8, 13/07296-2, 17/12794-2, 20/09000-7)