Cátions Espaçadores Aromáticos em Células Solares de Perovskita Híbrida 2D/3D: Impacto na Estabilidade e Desempenho

• Processo: 25/04537-6
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de março de 2026
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Inorgânica
• Pesquisador responsável: André Sarto Polo
• Beneficiário: Bárbara Scola Rodrigues
• Supervisor: Michael Saliba
• Instituição Sede: Centro de Ciências Naturais e Humanas (CCNH). Universidade Federal do ABC (UFABC). Ministério da Educação (Brasil). Santo André , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: University of Stuttgart, Alemanha
• Vinculado à bolsa: 23/05797-6 - Efeito da dimensionalidade de perovskitas na recombinação de portadores de cargas em células solares, BP.PD
• Assunto(s): Materiais
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: charge recombination | dimensionality | Perovskite solar cell | Solar Energy Conversion | Materiais

Resumo

As células solares de perovskita (PSCs) surgiram como uma alternativa promissora às tecnologias fotovoltaicas baseadas em silício, oferecendo alta eficiência e fabricação de baixo custo. No entanto, sua aplicação prática é limitada pela degradação causada por fatores ambientais, como umidade, oxigênio, calor e exposição à luz. Configurações híbridas de perovskitas 2D¿3D abordam parcialmente esses desafios, com cátions espaçadores orgânicos 2D atuando como barreiras hidrofóbicas para melhorar a estabilidade. Apesar dessa vantagem, novas complicações surgem: enquanto a perovskita 3D garante transporte eficiente de carga e ampla absorção de luz, os cátions espaçadores 2D podem dificultar o transporte de carga fora do plano e são suscetíveis à migração. Essa migração iônica pode afetar a integridade estrutural e induzir defeitos interfaciais, comprometendo o desempenho do dispositivo a longo prazo.Este projeto tem como objetivo investigar a influência de cátions espaçadores aromáticos - hidroiodeto de m-toluidina (RP) e hidrodiiodeto de m-fenilenodiamina (DJ) - na migração iônica, estabilidade estrutural e degradação induzida pela luz em células solares de perovskita 2D¿3D. A pesquisa busca elucidar os mecanismos de formação de defeitos, migração iônica e recombinação de carga interfacial, empregando diversas técnicas, como Espectroscopia de Impedância Eletroquímica e fotoluminescência resolvida no tempo. Os insights obtidos contribuirão para o desenvolvimento de estratégias que equilibrem estabilidade e eficiência, impulsionando o avanço das tecnologias de PSCs para aplicações em energia sustentável.