Investigacao de Nanoparticulas Coloidais de Calcopirita Tipo (Ag,Cu)(In,Ga)(S,Se)2 Passivadas para Aplicacoes em Celulas Solares de Filmes Finos

Resumo

Este projeto de pós-doutorado descreve a síntese e caracterização de nanopartículas coloidais de calcopirita com modificações na superfície do tipo (Ag,Cu)(In,Ga)(S,Se)2 (ACIGS) e preparação de filmes finos usando estas nanopartículas para aplicação em celulas solares de filmes finos.Células solares de filmes finos baseados em (Ag,Cu)(In,Ga)(S,Se)2 são uma das tecnologias fotovoltaicas mais promissoras devido às propriedades atrativas desses materiais (como óptica e de transporte) e estabelecidos recordes de conversão (que podem atingir 20% em módulos). Vários esforços estão focados na utilização deste material na forma de policristais (bulk) entretanto, nanopartículas não tem sido investigadas extensivamente. O principal problema associado com nanoparticulas são os defeitos de superficie e ligantes inadequados (agentes passivantes) que criam centros de recombinação do eletron-buraco e também prejudicam do transporte desses portadores. Recentes estudos em nanopartículas coloidais PbSxSe1-x com adequado mecanismo de passivação, tem levado a uma impressionante eficiencia em conversao energetica de ~7%. Nosso objetivo é encontrar efetivos mecanismos de passivação de armadilhas de superficie para nanoparticulas de (Ag,Cu)(In,Ga)(S,Se)2 para alcançar valores elevados de eficiência. Escolhemos inicialmente a junção com um filme de nanopartículas de TiO2, CdS/TiO2 ou CdS/ZnO para a montage da célula solar de filme fino. Os objetivos especificos desta proposta de pesquisa são os seguintes:*Sintetizar e caracterizar nanoparticulas de (Ag,Cu)(In,Ga)(S,Se)2 com band gap entre 1.2 e 1.5 eV e diferentes estequiometrias e tamanho;*Passivar nanoparticulas coloidais com modificadores orgânico, inorgânico e/ou híbridos (inorgânico + orgânico) e caracterizar as propriedades eletrônicas, ópticas e estruturais;*Montagem e caracterização de uma célula solar de filme fino, inicialmente formando uma junção tipo pn com um filme de nanopartículas de TiO2, TiO2/ZnO ou CdS/ZnO