Materiais de grafeno em células solares de perovskita: performance, estabilidade e protótipos em larga escala

• Processo: 22/07847-8
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de novembro de 2022
• Data de Término da vigência: 31 de outubro de 2023
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Ana Flávia Nogueira
• Beneficiário: Francineide Lopes de Araújo
• Supervisor: Aldo di Carlo
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Università degli Studi di Roma Tor Vergata, Itália
• Vinculado à bolsa: 20/14451-8 - De pequena para grande área: um estudo sistemático para o aumento de escala de células solares de perovskita, BP.PD
• Assunto(s): Estabilidade Perovskita Células solares Grafenos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Eficiência | estabilidade | Interface | Materiais de grafeno | métodos escalonáveis | Módulo solar de perovskita | Células solares de perovskita

Resumo

Em apenas uma década, as células solares de perovskita (PSCs) em escala de laboratório alcançaram uma eficiência recorde de 25,7%, o avanço mais rápido na tecnologia fotovoltaica da história. No entanto, apesar do rápido progresso de eficiência, alguns desafios ainda precisam ser resolvidos para acelerar a comercialização desses dispositivos. Os principais desafios incluem perda de desempenho e baixa estabilidade sobre condições ambientais (umidade, temperatura e luz), histerese e aumento de escala. Um dos principais fatores de perda na eficiência de uma PSC é a recombinação de cargas nas interfaces, que se torna mais relevante e prejudicial com o aumento da área ativa. Nesse contexto, este projeto propõe a aplicação de materiais de grafeno como intra e inter-camadas em módulos solares de perovskita (PSMs) utilizando o método de engenharia de interface. A deposição e modificações das camadas (perovskita e camadas de transporte carga) serão realizadas por processos escaláveis, como blade-coating e spray pyrolysis. Espera-se que essas modificações reduzam os defeitos de superfície, minimizem a recombinação interfacial e, ao mesmo tempo, promovam a extração rápida de carga, resultando em PSMs com alto desempenho e estabilidade. As caracterizações estruturais, ópticas e morfológicas das camadas serão realizadas pelas técnicas de MEV, XRD, AFM, XPS, PL e UV-vis. Caracterizações elétricas por curvas JV, no escuro e sob iluminação, LBIC, MPPT e IPCE serão utilizadas para caracterizar os dispositivos. Do ponto de vista de processamento e custo, a versatilidade dos materiais de grafeno em termos de processabilidade e baixo custo é uma característica benéfica e indispensável para a expansão e comercialização de PSMs. (AU)