Desenvolvimento de nanocompósitos à base de MXenes e polímeros condutores intrínsecos para aplicações como HTL em células solares de perovskita

Abstract

Diante da crescente demanda energética e dos riscos relacionados a maior emissão de poluentes na atmosfera derivados dos combustíveis fósseis, é cada vez mais necessário a otimização de materiais e processos visando a geração de energia limpa e renovável. Dentre as atuais tecnologias, as células solares de perovskita (PSCs) tem atraído grande atenção pelo progressivo aumento de sua eficiência de conversão de energia, relativo baixo custo e facilidade de processamento. Apesar dos recentes avanços, esses dispositivos ainda não apresentam longa-vida útil e processabilidade em alta escala necessárias para sua disseminação no mercado. Parte dessas limitações está relacionada a baixa estabilidade da camada de transporte de buracos (HTL). O Spiro-OMeTAD, material atualmente mais utilizado como HTL, sofre processos de degradação decorrentes de reações com as camadas adjacentes, foto-oxidação, além de possuir alto custo. A nova classe de materiais 2-D, MXenes, tem-se mostrado promissora em diversas aplicações de conversão e armazenamento de energia por apresentam propriedades como alta mobilidade de carga, alta transparência, controláveis níveis de energia e alta estabilidade. Da mesma forma, polímeros condutores intrínsecos caracterizam-se por apresentar alta mobilidade de buracos, fácil processabilidade e relativo baixo custo. Assim, neste projeto, nanocompósitos à base de MXenes e polímeros condutores serão sintetizados e estudados a fim de otimizar as funcionalidades e propriedades das HTLs, além de obter uma tinta condutora de fácil processabilidade para a fabricação de PSCs por impressão. Esses nanocompósitos serão caracterizados com o objetivo de entender os mecanismos e as propriedades sinérgicas resultantes da interação entre esses diferentes materiais e às camadas adjacentes do dispositivo. Por fim, os efeitos das propriedades desses nanocompósitos na eficiência, estabilidade e na processabilidade das PSCs serão avaliadas.