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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
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de dezembro de 2019
Vigência (Término): 30 de abril de 2021
Área do 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
Vinculado ao auxílio:17/11986-5 - Divisão de Pesquisa 1 - portadores densos de energia, AP.PCPE
Assunto(s):Células solares   Perovskita   Rubídio   Degradação   Análise físico-química   Microscopia   Espectroscopia

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)