Síntese e caracterização de filmes de perovskita híbrida orgânica-inorgânica de MAPbI3 contendo pontos quânticos de PbS para aplicação em sistemas optoeletrônicos

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Figueredo, Larissa de Souza
• Orientador(a): Lourenço, Sidney Alves
• Banca de defesa: Andrade, Acácio Aparecido de Castro , Lourenço, Sidney Alves , Pottker, Walmir Eno
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná; Londrina
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Perovskita; Filmes finos; Semicondutores; Fotoluminescência; Geração de energia fotovoltaica; Perovskite; Thin films; Semiconductors; Photoluminescencia; Photovoltaic power generation; Polaritons
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
• Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/29936

A energia solar cada vez mais vem ganhando destaque como fonte de energia elétrica renovável e limpa. Pesquisas em sistemas fotovoltaicos tem sendo estimulada visando a busca por painéis solares mais eficientes, baratos e sustentáveis. Materiais como perovskitas hibridas orgânicas-inorgânicas e pontos quânticos (PQs) tem chamado grande atenção por sua fácil processabilidade, propriedades ópticas e elétricas interessantes, que alcançaram em pouco tempo eficiências energéticas de cerca de 26%. Embora grande avanço tenha sido alcançado na eficiência de conversão de energia luminosa em elétrica nos sistemas de perovskitas hibridas (orgânicas-inorgânicas), ainda há questões a serem resolvidas como; a estabilidade do material e defeitos de interfaces, para que estes materiais possam ser usados em sistemas comerciais. Este trabalho teve como objetivo a síntese e caracterização de filmes de perovskitas de MAPbI3, filmes de MAPbI3 com a inserção de PQs de PbS em diferentes concentrações e a aplicação destes como camadas ativas para aplicação em dispositivos fotovoltaicos. Caracterizações ópticas como absorção e fotoluminescência (PL), assim com a caracterização estrutural com o emprego de microscopia eletrônica de varredura, difração de raios-X e espalhamento dinâmico de luz foram usadas para analisar os materiais. Nas análises realizadas foram evidenciadas que o sistema MAPbI3-PbS apresenta-se nas fases ortorrômbica para baixas temperaturas (77K e 10 K) e na fase tetragonal para temperatura ambiente. Medidas JxV (densidade de corrente (J) em função da tensão aplicada (V)) foram realizadas para a caracterização elétrica do sistema fotovoltaico. Os dispositivos foram construídos em atmosfera aberta tendo, assim, atingido a maior eficiência de 3,4% para perovskita pura, demonstrando menores valores de eficiência para o filme hibrido de MAPbI3-PbS. Apesar do baixo desempenho elétrico observado, o material demonstrou propriedades ópticas interessantes; análises de PL em função da potência de excitação demostraram uma emissão de alta intensidade e estreita largura de linha - superfluorescência (SF) - evidenciando emissão de estado coerente em temperatura ambiente para o sistema MAPbI3-PbS, indicando potencial aplicação desse material em lasers de polariton.