Síntese da fase KBiFe2O5 (KBFO) com estrutura tipo perovskita com potencial para aplicação em células solares

• Processo: 18/06232-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Vigência (Início): 01 de setembro de 2018
• Vigência (Término): 29 de fevereiro de 2020
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
• Acordo de Cooperação: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
• Pesquisador responsável: Márcio Raymundo Morelli
• Beneficiário: Jhonata Rafael Verza
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Cerâmica avançada Perovskita
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Célula Solar | Kbfo | perovskita | Síntese Hidrotérmica | Cerâmica Avançada

Resumo

A busca por fontes de energia renováveis é algo amplamente difundido na sociedade, pois as fontes não renováveis possuem suas reservas escassas e ainda desfavorecem o meio ambiente, assim, cientistas têm um grande interesse na energia solar, pois o sol é uma fonte limpa e na praticamente inesgotável. As células solares são dispositivos responsáveis por converter a energia da luz em energia elétrica, dessa maneira, busca-se empregar na camada ativa das células solares materiais com band gaps (Eg) de baixa energia, onde o valor ideal é aproximadamente 1.4 eV. As perovskitas são materiais que mostram um grande potencial de aplicação, pois podem apresentar uma eficiência de conversão de energia solar em elétrica maior que 20%. Os óxidos ferroelétricos apresentam band gaps entre 2.7-4 eV, valores elevados para aplicação em células solares, dessa forma, o descobrimento das perovskitas complexas, particularmente KBiFe2O5 (KBFO), com baixo Eg, tem motivado o estudo dessa fase para aplicações em células solares. Estudar rotas que possibilitam obter pós de alta homogeneidade, com tamanho de partículas pequenos e com temperaturas reduzidas é essencial para a comercialização acessível das células solares. Dessa forma, o objetivo deste trabalho de dissertação é obter um sistema monofásico, com partículas nanométricas e com band gap pequeno, para isso, utilizará três rotas de síntese (mistura de óxidos, por reação de combustão e hidrotérmica). Para a caracterização serão utilizadas técnicas de Difração de Raios X (DRX), Análise Termogravimétrica (TG) e Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC), Área Superficial Específica (ASE), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e de Transmissão (MET), e Espectroscopia de Absorção na região do Ultravioleta-Visível (UV-Vis), entre outras. Vale salientar que a literatura é escassa em estudos da perovskita KBFO, sobretudo com um único relato da utilização do método hidrotermal de síntese de pós para a obtenção dessa fase. (AU)

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)

VERZA, JHONATA RAFAEL; MORELLI, MARCIO RAYMUNDO. Solution combustion synthesis of the KBiFe2O5 phase for photovoltaic applications: The fuel effect on phase formation and powder morphology. Journal of Solid State Chemistry, v. 291, p. 12-pg., 2020-11-01. (18/06232-4)

VERZA, JHONATA RAFAEL; ALVES DA SILVA, GISLAYNE RAYANE; MORELLI, MARCIO RAYMUNDO. Analysis of the thermal stability and optical properties of KBiFe2O5 perovskite obtained by a polymeric precursor method. International Journal of Applied Ceramic Technology, v. 19, n. 3, p. 9-pg., 2022-02-08. (18/06232-4)