Otimização da estabilidade de células solares de perovskitas

Resumo

Para atender à crescente demanda global por fontes limpas de energia, esforços significativos têm sido dedicados à busca de fontes alternativas de energia renováveis acessíveis e sustentáveis, com menor impacto ambiental. Nesse âmbito, as células solares de perovskita (CSP) baseadas em compostos híbridos orgânico-inorgânico de haleto de chumbo tornaram-se uma das tecnologias fotovoltaicas mais promissoras, por serem produzidas a baixo custo e com eficiências maiores que 25%. No entanto, a baixa estabilidade desses dispositivos é uma barreira para sua comercialização. Para superar esse problema é necessário o entendimento dos fenômenos físicos e químicos que regem os processos de degradação das perovskitas, em especial no composto CH3NH3PbI3. Entre as dificuldades a serem superadas estão a degradação das perovskitas pela exposição à umidade, ao oxigênio, e à luz UV. Há também os problemas decorrentes da natureza química dos materiais, como a grande quantidade de defeitos, responsáveis por causar movimentação iônica e acúmulo de cargas nas interfaces dos materiais, desencadeando processos de degradação irreversíveis. Para melhor entender os processos de degradação, medidas de absorção óptica de alta sensibilidade, de transporte elétrico em função da voltagem aplicada e da frequência, fotoluminescência, emissão de fotoelétrons nas interfaces internas, de energia das espécies que formam os filmes, e de microscopia eletrônica de transmissão, juntamente com outras caracterizações básicas e simulações computacionais, serão utilizadas de maneira integrada, para se obter células de alta eficiência e alta estabilidade, com performance compatível com o estado da arte, e competitivas com as produzidas nos melhores centros, tanto do ponto de vista de custos quanto de performance. (AU)