Células solares de perovskitas invertidas baseadas em CoO e NiO como materiais transportadores de buracos

• Processo: 25/03681-6
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de junho de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de maio de 2027
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física da Matéria Condensada
• Pesquisador responsável: Carlos Frederico de Oliveira Graeff
• Beneficiário: Sajid
• 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): Células solares Energia solar Óxido de níquel Perovskita
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Células Solares | Dispositivo fotovoltaico | Energia Solar | Oxido de Níquel | Perovskitas | Dispositivos Fotovoltaicos

Resumo

As células solares de perovskita (CSPs) baseadas em compostos híbridos orgânico-inorgânico de haletos de chumbo como o CH3NH3PbI3, tornaram-seuma das tecnologias fotovoltaicas mais promissoras, por apresentar elevada eficiência deconversão elétrica (PCE), maiores que 25% 1 e poderem ser produzidas a baixo custo. Noentanto, sua baixa estabilidade, oriunda principalmente da baixa tolerância a umidade éuma barreira para sua comercialização em larga escala. Diante disso, a busca por materiaiscom elevada estabilidade para compor as células de perovskitas é constante. O foco desseprojeto é o desenvolvimento de novos materiais transportadores de buracos (HTL), denatureza inorgânica como o CoO e NiO, em substituição aos materiais orgânicos que vemsendo amplamente estudados como HTL, como o PEDOT:PSS. Os materiais inorgânicoscomo NiO e CoO possuem elevada estabilidade, e contribuem para a estabilidade finaldos dispositivos solares. O PCE de CSPs baseadas em HTL de NiO atingiu recentementeum recorde de 22,1% usando a perovskita híbrida orgânica-inorgânica; e um PCE acimade 15% foi alcançado com uma configuração totalmente inorgânica 2. Além disso, oprocessamento de NiO é uma tecnologia madura, sendo demonstrado nos últimos anosprocessos industriais bastante atrativos. Essas considerações, somado a excelenteestabilidade relatada, apontam claramente para NiO como a camada seletiva de buracoinorgânico mais eficiente para CSPs, que é foco de estudo deste projeto. Contudo,recentemente foi mostrado que a estabilidade da interface NiO / perovskita éproblemática. De fato, a superfície do NiO é comumente reativa e oxidada em contatocom a perovskita, sob efeito de luz, e estresse térmico e elétrico 2. Assim, o entendimentodos mecanismos de degradação nas interfaces deve ser esclarecido e estratégias deengenharia de interface devem ser consideradas visando estabilidade de longo prazo.Além do NiO, está proposta tem como diferencial a introdução do CoO, um excelentecandidato a HTL em CSPs e ainda não explorado, com potencial para minimizar os efeitosde degradação de interface.