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Type: DISSERTAÇÃO DIGITAL
Degree Level: Mestrado
Title: Células solares híbridas baseadas em perovskitas
Title Alternative: Hybrid solar cells based on perovskite
Author: Szostak, Rodrigo, 1991-
Advisor: Nogueira, Ana Flávia, 1973-
Abstract: Resumo: As células solares baseadas em perovskita alcançaram eficiência de 20 % em menos de uma década de estudos, tornando-se atraentes à utilização comercial, devido ao seu baixo custo e métodos simples de preparação. Entretanto, muitos fatores que influenciam na formação e propriedades da perovskita ainda precisam de melhor entendimento, sendo essenciais para aumentar ainda mais sua eficiência e estabilidade. Desta forma, a formação da perovskita MAPbI3 pelo método de troca intramolecular foi estudado na primeira parte deste trabalho. Foi demonstrado que a formação da perovskita por este método ocorre através da formação de um intermediário, MA2Pb3I8.2DMSO, quando a amostra não tem contato com o ar do ambiente durante a preparação, que é convertido a perovskita por tratamento térmico. Porém, quando este contato acontece, ocorre a formação direta da perovskita. Assim, foi possível propor um mecanismo de formação com a participação da H2O do ambiente. Na segunda parte foi estudado o efeito do tempo de tratamento térmico dos filmes de perovskita. Com menor tempo de tratamento térmico, o excesso de iodeto de metilamônio não é totalmente eliminado, levando à formação de defeitos que prejudicam a eficiência das células solares. Aumentando o tempo de tratamento térmico este efeito é reduzido e evidenciado pela diminuição da histerese e aumento da eficiência das células solares. Com tratamento térmico de 90 minutos foi possível preparar células solares com eficiência média de 11,00 % na medida inversa, e 10,25 % na medida direta. Após a estabilização a eficiência atingiu 12,89 %. Assim, foi possível demonstrar que a H2O do ambiente e que o tempo de tratamento térmico são fatores que influenciam de maneira decisiva na formação de perovskita sem fase secundária de PbI2 e, consequentemente, na obtenção de células solares com boa eficiência

Abstract: Perovskite-based solar cells efficiency have reached 20 % in less than a decade of research, becoming commercially attractive due to their low-costs and simple preparation methods. However, many factors that influence perovskite formation and properties are yet to be better understood, and controlling these factors is fundamental to its continuing improvement and stability. Thus, MAPbI3 perovskite formation by intramolecular exchange method was studied as the first part of this work. It was demonstrated that the perovskite formation by this method happened through the formation one intermediate, MA2Pb3I8.2DMSO, when the sample was not exposed to atmosphere during the preparation, which is converted to perovskite by annealing process. Nonetheless, when atmosphere contact occurs, perovskite formation undergoes straightforward. In this way, it was possible to propose a mechanism of formation with the participation of ambient H2O. In the second part, a study of the effect of annealing time of the perovskite films was performed. With short annealing time, the excess of methylammonium iodide is not completely eliminated, leading to the formation of defects that decreases the efficiency of the solar cells. With increasing annealing time, this effect is minimized and evidenced by reduction of the hysteresis and improvement efficiency of solar cells. With 90 minutes of annealing time, it was possible prepare solar cells with average efficiency of 11,00 % in inverse, and 10,25 % in forward measurement. After stabilization, the efficiency reached 12,89 %. Thereby, it was possible to demonstrate that the ambient H2O and annealing time are factors that influence decisively in the perovskite formation without secondary PbI2 phase and, consequently, in obtaining solar cells with good efficiency
Subject: Energia solar
Células solares
Perovskita
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2016
Appears in Collections:IQ - Tese e Dissertação

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