Efeito das condições operando no estresse de células solares de perovskitas

• Processo: 22/12539-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de março de 2023
• Data de Término da vigência: 29 de fevereiro de 2024
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Helio Cesar Nogueira Tolentino
• Beneficiário: Rodrigo Szostak
• Supervisor: Tobias Schulli
• Instituição Sede: Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM). Campinas , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: European Synchrotron Radiation Facility (ESRF), França
• Vinculado à bolsa: 21/01357-6 - Células solares híbridas de perovskita investigadas em operando por técnicas de radiação síncrotron, BP.PD
• Assunto(s): Energia renovável Células solares Perovskita Conversão de energia
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Caracterização Operando | Células Solares | Células solares de perovskitas | Células Solares

Resumo

Os efeitos do aquecimento global têm evidenciado a necessidade de desenvolvimento e aprimoramento de fontes de energia ecologicamente corretas, como as células solares. Nesse contexto, as células solares de perovskita (PSCs) têm recebido atenção principalmente devido à sua alta eficiência de conversão de energia próxima às células solares de silício (25,7 vs 26,1%), baixo custo de preparação e propriedades versáteis. Para obter PSCs altamente eficientes, o recozimento térmico é necessário para completar a cristalização e minimizar os defeitos na camada de perovskita. A desvantagem deste processo é a criação de deformação (de compressão ou tração) na estrutura da perovskita devido ao descasamento entre o coeficiente de expansão da perovskita e do substrato. A tensão afeta várias propriedades, como estabilidade, bandgap, condutividade em massa, energia de formação de vacâncias de haletos, vida útil da fotoluminescência e energia de ativação da migração de íons. Em geral, a tensão compressiva tem sido relatada como benéfica. No entanto, há uma falta de compreensão da influência da deformação durante a operação de uma célula solar, o que pode ser fundamental para uma compreensão mais precisa desse efeito em dispositivos da vida real. Neste projeto, propomos investigar o comportamento da deformação em perovskita sob condições operando (temperatura, luz e polarização) para entender melhor esse efeito nas propriedades da perovskita, principalmente usando microscopia de difração de raios X de campo completo (FFXDM) para mapear a deformação e obter informações espacialmente resolvidas. Os experimentos operando serão realizados usando um chip de aquecimento projetado no LNLS e adaptado para uso na linha de luz ID01/ESRF na instituição anfitriã. Esta investigação pode contribuir fortemente para o desenvolvimento tecnológico de PSCs e acelerar sua comercialização. (AU)