Dependência da temperatura no band gap de perovskitas híbridas: um estudo de primeiros princípios

• Processo: 20/13172-8
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2021
• Data de Término da vigência: 09 de abril de 2023
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Alexandre Reily Rocha
• Beneficiário: Enesio Marinho da Silva Jr
• Instituição Sede: Instituto de Física Teórica (IFT). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de São Paulo. São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 17/02317-2 - Interfaces em materiais: propriedades eletrônicas, magnéticas, estruturais e de transporte, AP.TEM
• Assunto(s): Simulação por computador Perovskita Alta temperatura Propriedades eletrônicas Propriedades ópticas Células solares Métodos ab initio Teoria do funcional da densidade Problemas de muitos corpos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: density functional perturbation theory | density functional theory | hybrid perovskites | many-body perturbation theory | Simulação computacional de materiais

Resumo

Células solares baseadas em perovskitas (PSC) de haletos organometálicos híbridos são atualmente as tecnologias mais promissoras para fotovoltáicos, principalmente devido ao crescimento sem precedentes na eficiência de conversão energética. Estes materiais apresentam excelente absorção da luz, boa mobilidade e tempo de vida dos portadores de carga. Entretanto, a produção em escala industrial destas PSC encontra limitações importantes, como a instabilidade das perovskitas em contato com a umidade ambiente e altas temperaturas. O presente projeto de pós-doutorado busca estudar a dependência da temperatura nas propriedades eletrônicas e ópticas das principais perovskitas híbridas aplicadas na fabricação das PSCs. As análises serão realizadas por cálculos ab initio baseados na DFT, e na teoria da perturbação em problemas de muitos corpos (MBPT). Propriedades como acoplamento elétron-fônon, efeitos excitônicos, e acoplamento spin-órbita serão analisados para a compreensão de resultados experimentais que sugerem um crescimento monotônico do band gap com o aumento da temperatura, fenômeno anômalo ao verificado em semicondutores tradicionais. Os resultados obtidos serão de grande relevância à comunidade científica, podendo contribuir para o avanço no desenvolvimento de fotovoltaicos baseados em perovskitas híbridas tanto do ponto de vista fundamental quanto aplicado auxiliando grupos experimentais com informações quantitativas. (AU)