Análise da variação da eficiência de conversão energética de células fotovoltaicas de perovskita baseada na velocidade de recombinação e potencial de contato

Abstract

A maioria dos trabalhos de pesquisa apresentam um aumento de eficiência das células fotovoltaicas de perovskita (PSCs) em função de modificações simples de um ou dois dos parâmetros de fabricação e uso de materiais. Uma vez que a eficiência de conversão energética (PCE) do estado da arte está muito menor do que o limite teórico da célula, esse procedimento tem liderado nos últimos anos um crescimento constante de estudos para aumento da eficiência. No entanto, à medida que a eficiência de conversão energética das células se aproxima de seu limite teórico vai se tornando mais complicado aprimorá-la se torna mais complicado melhorá-la ainda mais. Para melhorias adicionais de eficiência, os aprimoramentos multidimensionais mais engenhosos das propriedades de materiais da célula fotovoltaica de perovskita devem ser úteis. Nesta dissertação de mestrado, foi analisado como a eficiência se modifica com a melhoria da velocidade de recombinação de superfície (SRVs) e o ajuste do potencial de contato (Vbi) ao seu valor ideal. Considerou-se que a melhoria das propriedades de materiais da célula, especialmente sua velocidade de recombinação de superfície, será substancial em pesquisas futuras para o crescimento acelerado da eficiência. Sobretudo a velocidade de recombinação frontal que demonstrou ser uma ótima propriedade a ser melhorada em PSCs do tipo p-i-n quando deseja-se aumentos de eficiência mais significativos.

Abstract: Most of the research papers present an efficiency increase of perovskite solar cells (PSCs) as a function of straightforward modifications in one or two of the manufacturing parameters and material use. Since the state-of-the-art power conversion efficiency (PCE) is much lower than the cell?s theoretical upper limit, this procedure has lead in recent years in a steady efficiency growth. However, as the cells PCE approximates its theoretical limit, it will become more complicated to improve efficiencies further. For additional efficiency improvements, the more resourceful multidimensional enhancements of the perovskite solar cell?s material properties should be useful. In this master?s thesis, was analyzed how proximate to the ideal cell efficiency by the improvement of surface recombination velocities (SRVs) and tuning of the built-involtage (Vbi) to its ideal value. Was concluded that improvement of the cell?s material properties, and especially its surface recombination velocities, will be substantial in future research for the accelerated efficiency growth in the upper range of the PCE. Above all the front SRV demonstrated to be a great property to be improved in pin-type PSCs when desiring more significant efficiency leaps.