Perovskita de iodeto de chumbo e metilamônio sintetizada com pontos quânticos de sulfeto de chumbo e filmes finos de sulfeto e iodeto de chumbo depositados por "sputtering"
José Maria Clemente da Silva Filho
TESE
Português
T/UNICAMP Si38p
[Methylammonium lead iodide perovskite synthesized with lead sulphide quantum dots and lead sulphide and iodide thin films deposited by "sputtering"]
Campinas, SP : [s.n.], 2017.
137 f. : il.
Orientador: Francisco das Chagas Marques
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin
Resumo: Perovskitas híbridas orgânica-inorgânica tem sido objeto de intensa investigação devido as suas atrativas propriedades ópticas e eletrônicas, por exemplo, banda de energia proibida direta, alto coeficiente de absorção e transporte ambipolar de cargas. Tais propriedades possibilitaram a...
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Resumo: Perovskitas híbridas orgânica-inorgânica tem sido objeto de intensa investigação devido as suas atrativas propriedades ópticas e eletrônicas, por exemplo, banda de energia proibida direta, alto coeficiente de absorção e transporte ambipolar de cargas. Tais propriedades possibilitaram a aplicação desse material em células solares e em diodos emissores de luz de forma eficiente. Assim, o desenvolvimento de novas rotas de síntese que permitam produzir materiais com as características adequadas para cada aplicação é de extrema importância para o desenvolvimento dessa área de pesquisa. Portanto, neste trabalho de doutoramento apresentaremos resultados sobre a síntese e caraterização de filmes e nanocristais de perovskita obtidos a partir de novas metologias, baseadas na conversão de filmes finos de sulfeto de chumbo (PbS) e iodeto de chumbo (PbI2) depositados por rf-sputtering e em pontos quânticos de PbS. Na primeira rota de síntese, filmes finos amorfos de PbS, depositados por sputtering, foram convertidos em filmes finos de PbI2 através do processo de iodação em temperatura ambiente. Esse procedimento resultou em uma completa mudança estrutural, conforme atestado pelos resultados de difração de raios-x. A conversão desses filmes de PbI2 em CH3NH3PbI3 foi realizada por meio da imersão dos mesmos em uma solução de iodeto de metilamônio (CH3NH3I). Na segunda rota de síntese, filmes finos de PbI2 foram diretamente depositados por sputtering. A conversão desses filmes em CH3NH3PbI3 também foi realizada através do mergulho dos mesmo em uma solução de CH3NH3I. Esses dois métodos, permitiram-nos sintetizar filmes finos de CH3NH3PbI3 com boas propriedades ópticas e estruturais e também com uma completa cobertura do substrato, sem evidências de fissuras ou buracos, conforme indicado por microscopia eletrônica de varredura. Essas metodologias têm o potencial de abrir caminho para a produção em larga escala de células solares de CH3NH3PbI3 reprodutíveis e com alta eficiência. Como terceira rota de síntese, nanocristais de perovskita foram sintetizados utilizando pontos quânticos de PbS como precursores. Esse procedimento foi realizado através da iodação dos pontos quânticos de PbS, o que produziu nanofios de PbI2 com comprimento da ordem de 5 ?m e diâmetro de aproximadamente 200 nm. Os nanofios de PbI2 foram então convertidos em nanocristais de perovskita através de seu mergulho em uma solução de CH3NH3I, o que resultou em nanocristais de perovskita com comprimento da ordem de 5 ?m e largura de 400 nm
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Abstract: Organic-inorganic hybrid perovskite has been subject of intense investigation due to their attractive optical and electronic properties, e.g., direct bandgap, high absorption coefficient and ambipolar charge transport. Such properties allowed the application of this material in solar cells...
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Abstract: Organic-inorganic hybrid perovskite has been subject of intense investigation due to their attractive optical and electronic properties, e.g., direct bandgap, high absorption coefficient and ambipolar charge transport. Such properties allowed the application of this material in solar cells and light emitting diodes efficiently. Thus, the development of new synthesis routes that allow the production of materials with the appropriate characteristics for each application is extremely important for the development of this area of research. Therefore, in this PhD work we¿ll present results on the synthesis and characterization of perovskite films and nanocrystals obtained from new methodologies, which are based on thin films of lead sulphide (PbS) and lead iodide (PbI2) deposited by rf-sputtering and on quantum dots of PbS. In the first synthesis route, amorphous PbS thin films deposited by sputtering were converted to PbI2 thin films by the iodination process at room temperature. This procedure resulted in a complete structural change, as attested by XRD measurements. The PbI2 films were converted into CH3NH3PbI3 by immersing them in a solution of methylammonium iodide (CH3NH3I). The second route consisted in depositing directly films of PbI2 by sputtering. The conversion into CH3NH3PbI3 also was performed by immersing the films in a CH3NH3I solution. These two methods allowed us to synthesize CH3NH3PbI3 thin films with good optical and structural properties and with complete substrate coverage, without evidence of cracks or holes, as verified by scanning electron microscopy images. Such methodologies have the potential to pave the way for the large-scale production of reproducible and high efficiency CH3NH3PbI3 solar cells. The third route was devoted to produce perovskite nanocrystals using PbS quantum dots as precursors. This approach was performed through iodination of PbS quantum dots. This produced PbI2 nanowires of about 5 ?m in length and 200 nm in diameter. The conversion in perovskite nanocrystals was accomplished through dip of the PbI2 nanowires into a solution of CH3NH3I. This procedure generated perovskite nanocrystals of about 5 ?m in length and 400 nm in width
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Marques, Francisco das Chagas, 1957-
Orientador
Landers, Richard, 1946-
Avaliador
Riul Júnior, Antonio, 1968-
Avaliador
Freire Júnior, Fernando Lázaro
Avaliador
Vilcarromero Lopez, Johnny
Avaliador
Perovskita de iodeto de chumbo e metilamônio sintetizada com pontos quânticos de sulfeto de chumbo e filmes finos de sulfeto e iodeto de chumbo depositados por "sputtering"
José Maria Clemente da Silva Filho
Perovskita de iodeto de chumbo e metilamônio sintetizada com pontos quânticos de sulfeto de chumbo e filmes finos de sulfeto e iodeto de chumbo depositados por "sputtering"
José Maria Clemente da Silva Filho
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