Síntese de derivados conjugados de óxido de grafeno reduzido-politiofeno para aplicação como HTM em células solares de perovskita

Resumo

A fim de atender a crescente demanda energética das últimas décadas o uso de energias renováveis, tais como as células fotovoltaicas - células solares (SC) - tem se destacado como forma promissora de energia limpa, renovável e eficiente para redução do uso de combustíveis fósseis, não renováveis e poluentes. O Brasil, por sua localização e extensão territorial, recebe a energia solar de cerca de 1013 MWh por ano, o que corresponde a aproximadamente 50.000 vezes o seu consumo anual de electricidade. Assim, o desenvolvimento de dispositivos que convertam a luz solar em energia elétrica utilizando novos materiais, eficientes e de baixo custo, tem despertado o interesse na comunidade científíca mundial. Neste contexto, as células solares de perovskita têm apresentado valores crescentes de eficiência. Assim, a química orgânica se apresenta como ferramenta crucial para a síntese de novos compostos com modificações estruturais para uma potencialização dos mesmos, objetivando maior eficiência da conversão energética. O material popularmente utilizado como transportador de buracos neste tipo de dispositivo, o spiro-O-MeTAD, tem se apresentado como um impecílio para a criação de dispositivos baratos e estáveis, uma vez que tem valor comercial dez vezes maior que Au e Pt e é instável ao oxigênio atmosférico. Assim, neste projeto propomos realizar a síntese de grupos ancoradores doador-p-aceitador para serem ligados covalentemente à compostos condutores derivados de carbono, como filmes e pós de grafeno para serem utilizados como material transportador de buracos (HTM) em células solares de perovskitas. Esses novos compostos serão submetidos a análises de caracterização estrutural, elétrica e fotoquímica. A montagem e caracterização dos dispositivos está prevista para ser feita em um período no exterior (BEPE) em colaboração com o grupo do Prof. Alan Sellinger na Colorado School of Mines (CSM - Golden). Pretende-se também verificar qual é o efeito das mudanças estruturais feitas na molécula em relação a diferentes tipos de substituintes em posições específicas para observar as respostas na proporção e rendimento dos produtos formados, nos tempos reacionais e no desempenho dos dispositivos. Além disso, as moléculas sintetizadas também poderão passar por testes para verificar potenciais aplicações em outros dispositivos eletrônicos orgânicos.