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Desenvolvimento de filmes mesoporosos de Nb2O5 visando aplicação em células solares de perovksitas

Processo: 19/22562-7
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
Vigência (Início): 01 de julho de 2020
Vigência (Término): 30 de junho de 2021
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
Pesquisador responsável:Carlos Frederico de Oliveira Graeff
Beneficiário:João Pedro Ferreira Assunção
Instituição-sede: Faculdade de Ciências (FC). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Bauru. Bauru , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:13/07296-2 - CDMF - Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais, AP.CEPID
Assunto(s):Materiais não metálicos   Materiais mesoporosos   Energia elétrica   Painéis solares fotovoltaicos   Radiação solar   Filmes finos   Dióxido de carbono   Perovskita   Otimização estrutural

Resumo

A crescente demanda por energia elétrica tem levado o homem a consumir cada vez mais as reservas naturais do planeta. Em vista disso, novas formas sustentáveis de produção de eletricidade vêm sendo estudadas, dentre elas, a mais promissora é a energia solar, a qual, convertida por uma célula solar (CS) por meio do efeito fotovoltaico, gera energia elétrica. Atualmente, das tecnologias aplicadas em CSs, as compostas de perovskitas híbridas orgânica-inorgânica são as que mais chamam a atenção, devido a grande velocidade com quea tecnologia se desenvolveu, atingindo valores de eficiência de conversão de energia de 25%, com potencial para substituir as comerciais células de silício. Ao ser exposta à radiação solar, o filme de perovskita produz pares de elétrons-buracos que são extraídos para o circuito externo. Para garantir uma boa extração de elétrons, é necessário ter uma elevada superfície de contato na interface dos materiais, deste modo, quando o elétron é gerado, a elevada área de contato entre eles permite uma injeção quase imediata, garantindo uma boa eficiência na extração dos elétrons gerados. Hoje, o material mais utilizado para a formação desse filme mesoporoso é o TiO2, entretanto, a atividade fotocatalítica desse material promove a degradação da perovskita e a redução da eficiência da célula e de sua vida útil. Dessa forma, este projeto propõe a substituição do TiO2 pelo Nb2O5, o qual possui elevada estabilidade na presença de luz UV e níveis de energia perfeitamente alinhados aos da perovskita para uma boa transferência de cargas. Além disso, devido à grande abundância do nióbio no Brasil, essa substituição é extremamente viável, do ponto de vista econômico, para o país. Através do desenvolvimento deste projeta-se, a formação de filmes com propriedades otimizadas, contribuindo não só na extração mais eficiente dos elétrons gerados, mas também para a formação de CSs mais estáveis.