Avaliação da estabilidade de células solares de perovskita por meio de MPPT e espectroscopia não-linear.

• Processo: 25/11855-4
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2025
• Data de Término da vigência: 30 de junho de 2026
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Elétrica - Medidas Elétricas, Magnéticas e Eletrônicas, Instrumentação
• Pesquisador responsável: Carlos Frederico de Oliveira Graeff
• Beneficiário: José Renato de Melo Neto
• 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): Técnicas de caracterização elétrica Impedância Instrumentação Perovskita Células solares
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Caracterização Elétrica | Impedância | instrumentação | perovskita | Células solares

Resumo

As células solares de perovskita (PSCs) tornaram-se uma das tecnologias fotovoltaicas emergentes mais promissoras, graças às suas excepcionais propriedades optoeletrônicas. Utilizando métodos de fabricação de baixo custo, baseados majoritariamente em processamento por solução, a eficiência das PSCs evoluiu significativamente nos últimos 15 anos, passando de 3,8% para 26%. No estágio atual de desenvolvimento, protocolos avançados de caracterização e diagnóstico são fundamentais para estudar a estabilidade das PSCs, visando tornar viável sua aplicação comercial. Embora as curvas de corrente versus voltagem (JV) sejam amplamente utilizadas, elas não fornecem informações detalhadas sobre os processos dinâmicos internos que afetam a estabilidade dos dispositivos. Para investigar esses fenômenos, é necessário aplicar perturbações externas e analisar as respostas. A espectroscopia de impedância, baseada em perturbações de tensão de baixa amplitude com ampla variação no domínio da frequência, é uma técnica consolidada, embora geralmente limitada à análise da frequência fundamental. No entanto, diversos fenômenos críticos - como migração iônica, recombinação, histerese e efeitos capacitivos complexos - apresentam comportamento não linear e geram harmônicos superiores sob excitação oscilatória multifrequencial. Além disso, métodos para avaliar a estabilidade por meio de algoritmos de rastreamento do ponto de máxima potência (MPPT) oferecem uma análise mais precisa da performance elétrica em comparação às curvas JV convencionais. Devido aos efeitos de histerese associados ao sentido e passo da varredura de tensão aplicada à amostra, o aprimoramento de algoritmos de MPPT é fundamental para complementar as técnicas tradicionais de caracterização efetivas para as PCSs. Apesar da implementação relativamente simples, essas abordagens exigem cautela na execução e interpretação dos dados. Neste projeto, propõe-se o estudo de PSCs baseadas na formulação mista de duplo cátion Cs0.17FA0.83Pb(I0.83Br0.17)3, tanto em arquiteturas convencionais (n-i-p) quanto invertidas (p-i-n). Serão avaliadas a estabilidade dos dispositivos e a otimização via camadas de buffer (PMMA, PEI, BCP) e/ou aditivos (MXenes), uma vez que alterações nas camadas e interfaces impactam diretamente as propriedades elétricas. Assim, a proposta visa explorar de forma abrangente o comportamento dos dispositivos, contribuindo com estratégias de aprimoramento de eficiência e estabilidade. (AU)