Investigação de processos de recombinação de cargas em células solares de perovskitas
A crescente busca global por tecnologias capazes de gerarem energia de forma limpa, renovável e sustentável passou a direcionar o foco de pesquisas para materiais e dispositivos capazes de atender estas necessidades. As células solares de perovskitas têm atraído muita atenção devido a sua alta eficiência de conversão de luz em eletricidade, chegando atualmente a 25,7%, e baixo custo. Entretanto, processos eletrônicos e eletroquímicos como recombinação, movimentação e acúmulo de portadores de cargas nas interfaces das células solares, afetam diretamente sua eficiência e estabilidade a longo prazo. Para a compreensão destes processos, a Espectroscopia de Impedância Eletroquímica (EIE) mostra-se como uma ferramenta importante. Este trabalho insere-se neste contexto ao preparar células solares de perovskita que apresentam resultados fotovoltaicos reprodutíveis. Os parâmetros fotovoltaicos determinados ao longo do tempo foram compilados e observou-se uma tendência de aumento da eficiência e da reprodutibilidade dos resultados. Foi possível obter uma célula solar com o maior valor de eficiência registrado no laboratório (PCE = 18,6%). Experimentos de EIE no escuro e sem polarização determinaram uma região pseudo-linear com potencial de perturbação de 10 mV, como permitiram identificar processos de difusão de íons. As PSCs modificadas de MAPI e MAFAPI foram analisadas pela EIE sob iluminação e polarizadas pelo potencial de VOC. Com os diagramas de Nyquist foram propostos circuitos equivalentes que forneceram informações dos processos físicos que ocorrem nas regiões de altas e baixas frequências. Com as resistências e capacitâncias, calculou-se as constantes de tempo dos processos referentes a estas regiões. Tais PSCs apresentam constantes de tempo na região de alta frequência de 17,7 e 12,8 μs, respectivamente. Estes resultados representam processos de recombinação e transporte de cargas nas interfaces das PSCs. A região de baixa frequência apresenta constantes de tempo de 107,5 e 301,3 ms, relacionados a processos de movimentação de íons, gerando defeitos e regiões de recombinação de cargas.