Estabilidade de filmes de perovskita: uma comparação entre perovskitas estabilizadas 2D e contendo rubídio estudada por técnicas de imagem e espectroscópicas

• Processo: 19/17170-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de dezembro de 2019
• Data de Término da vigência: 30 de abril de 2021
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Inorgânica
• Pesquisador responsável: Ana Flávia Nogueira
• Beneficiário: Eduardo Giangrossi Machado
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Empresa: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de Química (IQ)
• Vinculado ao auxílio: 17/11986-5 - Geração e Armazenamento de Novas Energias: trazendo desenvolvimento tecnológico para o país, AP.PCPE
• Assunto(s): Células solares Perovskita Rubídio Degradação Análise físico-química Microscopia Espectroscopia
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: elipso-microscopia | estabilidade frente condições ambientais | perovskitas com rubídio incorporado | perovskitas estabilizadas 2D | Células Solares Emergentes

Resumo

A eficiência de fotoconversão (PCE) de células solares contendo perovskitas híbridas, usando cátions orgânicos como o formamidínio, tem se aproximado de 25.6%, alcançando a importante marca de se aproximar da célula de silício, comercialmente disponível. Entretanto, eles ainda não se apresentam como comercialmente viáveis frente à sua degradação quando expostos a condições ambientais, aumentando assim o custo de sua implementação em larga escala. Esse projeto propõe uma caracterização físico-química dos mecanismos de degradação por técnicas de imagem e espectroscópicas. O objetivo é aumentar o entendimento de como esses filmes se decompõe e propor possíveis alternativas para aumentar sua estabilidade. Mais especificamente, uma perovskita 2D estabilizada de fase pura FAxCs1-xPb(IyBr1-y)3 e uma multicátion com rubídio incorporado RbaCsbFA(1-a-b)PbI3 serão testadas uma vez que são considerados materiais de fronteira dado seus alto valores de PCE e alta estabilidade química. Para se entender o mecanismo pelo qual o processo de degradação ocorre, a elipso-microscopia para imagem de superfícies (EMSI) será utilizada uma vez que permite o monitoramento in situ da superfície, enquanto variam-se os parâmetros desejados. Desta técnica, mudanças no índice de refração podem ser relacionadas às mudanças na composição enquanto a resolução espacial permitirá a determinação de regiões específicas onde a degradação poderia estar ocorrendo. Para se realizar uma correspondência macro/microscópica, outras técnicas de caracterização serão utilizadas como por exemplo a difração de raios-X in situ, a microscopia eletrônica de varredura in situ, síncrotron nano-FTIR e a caracterização fotofísica do material comparando-se a resposta antes e depois da exposição a mudanças a temperatura, humidade e incidência de luz. É esperado deste projeto que seja gerado conhecimento a respeito dos mecanismos e processos pelos quais as perovskitas mais estáveis se decompõe frente a condições ambientais, almejando-se o aumento desta estabilidade. (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)

PINTO, MARIA R.; COSTA, GABRIEL F.; MACHADO, EDUARDO G.; NAGAO, RAPHAEL. Self-Organization in Electrochemical Synthesis as a Methodology towards New Materials. CHEMELECTROCHEM, v. 7, n. 14, MAY 2020. (17/11986-5, 19/08244-2, 16/01817-9, 19/17170-2, 19/18847-6)

PINTO, MARIA R.; COSTA, GABRIEL F.; MACHADO, EDUARDO G.; NAGAO, RAPHAEL. Self-Organization in Electrochemical Synthesis as a Methodology towards New Materials. CHEMELECTROCHEM, v. N/A, p. 3-pg., 2020-06-22. (19/17170-2, 19/18847-6, 19/08244-2, 17/11986-5, 16/01817-9)