Estudos sobre dispositivos fotovoltaicos baseados em perovskitas : influência das interfaces e da condição atmosférica do ambiente de produção

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dc.contributor.advisorLaureto, Edson [Orientador]pt_BR
dc.contributor.authorAnizelli, Helder Scapinpt_BR
dc.contributor.bancaTherézio, Eralci Moreirapt_BR
dc.contributor.bancaSilva, Marco Aurélio Toledo dapt_BR
dc.contributor.bancaLourenço, Sidney Alvespt_BR
dc.contributor.bancaUrbano, Alexandrept_BR
dc.coverage.spatialLondrinapt_BR
dc.date.accessioned2024-05-01T11:34:23Z
dc.date.available2024-05-01T11:34:23Z
dc.date.created2021.00pt_BR
dc.date.defesa24.11.2021pt_BR
dc.description.abstractResumo: Compostos orgânico-inorgânicos sob a forma geral ABX3 (onde A é o constituinte orgânico, B é um metal e X é um elemento halogênio) e que se organizam em uma estrutura denominada perovskita, apresentam propriedades optoeletrônicas bastante adequadas para aplicação em dispositivos fotovoltaicos O baixo custo, a facilidade de processamento, e a alta eficiência de conversão de luz em energia elétrica apresentada por esses dispositivos, motivaram nos últimos anos um intenso processo de investigação das propriedades destes materiais, com o consequente aprimoramento de suas características, fazendo com que, atualmente, a eficiência de dispositivos baseados nesses compostos já ultrapasse 25%, o que os torna uma alternativa competitiva à, já muito bem, estabelecida tecnologia fotovoltaica baseado no silício policristalino No entanto, para que os dispositivos de perovskita alcancem uma realidade de mercado, alguns desafios importantes ainda precisam ser superados Uma questão crucial é a relativamente baixa estabilidade química dos compostos de perovskita, que sofrem um processo irreversível de degradação quando expostos à atmosfera ambiente úmida, alta temperatura e radiação ultravioleta Outra questão importante diz respeito ao processo de fabricação dos dispositivos, que normalmente é executado inteiramente em um ambiente de atmosfera inerte e livre de umidade, o que é uma exigência incompatível com uma linha de produção No presente trabalho, foram realizadas investigações no sentido de contribuir para o avanço da tecnologia fotovoltaica baseada nas perovskitas, abordando esses dois aspectos Na primeira parte do trabalho, faz-se um relato da influência da funcionalização das camadas transportadoras com monocamadas automontadas, no sentido de promover tanto uma maior estabilidade química dos filmes de perovskita quanto estender o tempo de vida útil de dispositivos fotovoltaicos baseados nesses filmes A inclusão de monocamadas automontadas mostrou-se ser um artifício eficaz para este fim, tanto para dispositivos com estrutura direta quanto com estrutura invertida Já na segunda parte, é realizada uma proposta de procedimento para confecção de dispositivos de perovskita em ambiente de atmosfera aberta, com umidade relativa do ar em torno de 5% e em temperatura ambiente em torno de 2 °C (condições bastante adequadas para uma linha de produção) Os dispositivos produzidos a partir deste procedimento demonstraram eficiências razoáveis, e através dos resultados de testes de estabilidade, foram identificados os processos que levam à deterioração dos parâmetros elétricos destes dispositivos com o transcorrer do tempo Desta forma, este trabalho de tese apresenta metodologias e procedimentos que podem contribuir efetivamente para o aprimoramento da tecnologia fotovoltaica baseada em compostos de perovskitapt_BR
dc.description.abstractother1Abstract: Organic-inorganic compounds in the general form ABX3 (where A is the organic constituent, B is a metal and X is a halogen element), which are organized in a structure called perovskite, have very suitable optoelectronic properties for application in photovoltaic devices The low cost, the ease of processing, and the high efficiency of converting light into electrical energy presented by these devices have motivated, in recent years, an intense process of investigation of the properties of these materials, with the consequent improvement of their characteristics Such development caused the efficiency of devices based on these compounds already exceed 25% currently, which makes them a competitive alternative to the already very well established photovoltaic technology based on polycrystalline silicon However, for perovskite devices to reach a market reality, some important challenges still need to be overcome A crucial issue is the relatively low chemical stability of perovskite compounds, which undergo an irreversible degradation process when exposed to humid ambient atmosphere, high temperature and ultraviolet radiation Another important issue concerns the device manufacturing process, which is normally performed entirely in an inert atmosphere and moisture-free environment, a requirement that is incompatible with a production line In the present work, investigations were carried out in order to contribute to the advancement of photovoltaic technology based on perovskites, addressing these two aspects In the first part of the work, a report is made of the influence of the functionalization of carrier transporting layers with self-assembled monolayers, in order both to promote greater chemical stability of perovskite films and to extend the lifetime of photovoltaic devices based on these films The inclusion of self-assembled monolayers has proven to be an effective artifice for this purpose, both for devices with a direct structure and with an inverted structure In the second part, a proposal is made for a procedure to make perovskite devices in an open atmosphere, with relative air humidity around 5% and at ambient temperature around 2 °C (very suitable conditions for a line of production) The devices produced from this procedure demonstrated reasonable efficiencies, and through the results of stability tests, the processes that lead to the deterioration of the electrical parameters of these devices over time were identified Thus, this thesis work presents methodologies and procedures that can effectively contribute to the improvement of photovoltaic technology based on perovskite compoundspt_BR
dc.description.notesTese (Doutorado em Física) - Universidade Estadual de Londrina, Centro de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Físicapt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.uel.br/handle/123456789/8526
dc.languagepor
dc.relation.coursedegreeDoutoradopt_BR
dc.relation.coursenameFísicapt_BR
dc.relation.departamentCentro de Ciências Exataspt_BR
dc.relation.ppgnamePrograma de Pós-Graduação em Físicapt_BR
dc.subjectFísicapt_BR
dc.subjectPerovskitapt_BR
dc.subjectDispositivo fotovoltaicopt_BR
dc.subjectMonocamada automontadapt_BR
dc.subjectPerovskitapt_BR
dc.subjectPhysicspt_BR
dc.subjectPerovskite (Mineral)pt_BR
dc.subjectPhotovoltaic devicespt_BR
dc.subjectSelf-assembled monolayerpt_BR
dc.subjectOptoelectronic propertiespt_BR
dc.subjectPerovskite (Mineral)pt_BR
dc.titleEstudos sobre dispositivos fotovoltaicos baseados em perovskitas : influência das interfaces e da condição atmosférica do ambiente de produçãopt_BR
dc.typeTesept_BR

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