Perovskite materials with application in solar cells

Autor(es)

Raphael Fernando Moral

• Tipo de documento: Dissertação de Mestrado
• Imprenta: Campinas, SP.
• Instituição: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de Química
• Data de defesa: 2019-02-19

Membros da banca

Ana Flávia Nogueira; Aldo José Gorgatti Zarbin; Lázaro Aurélio Padilha Junior

• Orientador: Ana Flávia Nogueira

Resumo

As perovskitas de Ruddlesden-Popper, um tipo de material lamelar, são conhecidas há muito tempo, mas só recentemente esses materiais ganharam atenção especial da comunidade de optoeletrônicos. Esse ressurgimento deve-se, principalmente, a estudos recentes em perovskitas híbridas de halogeneto de chumbo que mostram um excelente potencial para conversão de energia solar. Neste trabalho, nós apresentamos um método simples para a síntese de perovskitas de Ruddlesden-Popper estáveis com fórmula geral L2[FAPbI3]n-1PbI4 (L = butilamônio ou benzilamônio; FA = formamidínio; e n = 1 ou 2). Com essa abordagem sintética, se obtém uma pasta de perovskita imprimível ou um pó, adequado para métodos de processo em solução, que são desejáveis para dispositivos optoeletrônicos. Apesar da simplicidade da síntese e estabilidade destas perovskitas, a fotoluminescência do materiais com n=2 apresenta mudanças severas e características inesperadas. Para melhor compreender sua estrutura e comportamento fotofísico, além das técnicas espectroscópicas convencionais, foram utilizados experimentos de SAXS in situ, GIWAXS in situ e TGA. Nós demonstramos que o material à base de butilamina (BA2[FAPbI3]PbI4) tem uma cinética de crescimento rápida e forma uma perovskita de Ruddlesden-Popper estável e de fase pura. Em contraste, devido a uma condição sintética ligeiramente mais enérgica, o material à base de benzilamina (BLA2[FAPbI3]PbI4) parece ter uma densidade de estados de defeitos maior. Nós atribuímos essas características inesperadas de emissão à formação de poços quânticos mais espessos e a excitons auto-capturados (STE ¿ do inglês "Self-Trapped Excitons"), originados de defeitos e modos de fônons na rede cristalina. Por fim, demonstramos a aplicabilidade desses materiais fabricando células solares: apesar do desempenho limitado, os dispositivos mostraram resultados positivos e nos deram perspectivas para trabalhos futuros (AU)

• Processo FAPESP: 16/02268-9 - Nanocompósitos híbridos compostos de pontos-quânticos de perovskita de tri-haleto de chumbo(II) e césio (CsPbX3) e polímeros semicondutores para células solares de terceira geração
• Beneficiário: Raphael Fernando Moral
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado