Técnicas de caracterizações elétricas para as células solares de perovskitas

• Processo: 24/03707-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de abril de 2024
• Data de Término da vigência: 31 de março de 2025
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Carlos Frederico de Oliveira Graeff
• Beneficiário: Gabriel Dias Trevisan
• Instituição Sede: Faculdade de Ciências (FC). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Bauru. Bauru , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 20/12356-8 - Otimização da estabilidade de células solares de perovskitas, AP.TEM
• Assunto(s): Impedância Células solares
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Células solares de perovskitas | foto CELIV | Impedância | MXenes | Células solares

Resumo

As células solares de perovskitas (PSCs) consolidaram-se como uma das tecnologias fotovoltaicas emergentes devido às suas propriedades optoeletrônicas superiores. Através de processos de fabricações de baixo custo, estritamente conduzidos por meio de processamento por solução, observou-se um notável aumento na eficiência das PSCs em um período de apenas 15 anos, elevando-se de 3,8% para 26%. No atual estágio de desenvolvimento, protocolos de caracterização e diagnóstico são essenciais para pavimentar a transição em direção à viabilidade comercial. Apesar de bem estabelecidas, as medidas de corrente-voltagem (JV) isoladas não oferecem uma compreensão sobre a natureza dos diferentes processos dinâmicos que determinam e limitam o desempenho das PSCs. Para isso, é necessário aplicar perturbações ao sistema por meio de um sinal externo e analisar a resposta. Pequenas perturbações no domínio da frequência são contempladas pela espectroscopia de impedância, enquanto perturbações de voltagem e de luz são contempladas pela técnica de foto-CELIV. Tais métodos destacam-se por complementar as caracterizações convencionais. Porém, apesar de fácil implementação, podem oferecer desafios de interpretação, além de ser necessário cuidados durante a realização das medidas. Neste projeto, propõe-se o estudo das células solares de perovskita mista de duplo cátion com formulação Cs0.17FA0.83Pb(I0.83Br0.17)3, tanto em uma arquitetura convencional (n-i-p) quanto 2 invertida (p-i-n). Os efeitos do envelhecimento dos dispositivos e da otimização por meio da inserção de buffer layers (PMMA, PEI, BCP) e/ou dopantes (MXenes) podem ser avaliados, pois modificações nas diferentes camadas e interfaces que compõem as PSCs afetam seu comportamento elétrico. Portanto, a presente proposta contribuirá para explorar as propriedades dos dispositivos e, assim, propor os aprimoramentos necessários.