Banca de DEFESA: LUIZ FELIPE DA HORA

Uma banca de DEFESA de DOUTORADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE : LUIZ FELIPE DA HORA
DATA : 17/08/2026
HORA: 14:30
LOCAL: Vídeo conferencia
TÍTULO:

Uma nova abordagem para encapsular e estabilizar perovskitas usando diferentes (co)polímeros

 

 

PALAVRAS-CHAVES:

Células solares de perovskita; Encapsulamento de polímeros; Síntese de copolímeros; Estabilidade da perovskita; Perovskitas sem chumbo; Passivação

PÁGINAS: 100
RESUMO:

As células solares de perovskita constituem uma das tecnologias fotovoltaicas mais promissoras devido às suas excelentes propriedades optoeletrônicas e ao baixo custo de fabricação. No entanto, sua aplicação prática ainda é limitada pela baixa estabilidade ambiental, causada principalmente pela umidade, oxigênio, radiação UV e estresse térmico. Portanto, o desenvolvimento de estratégias eficazes de encapsulamento e passivação é essencial para melhorar a durabilidade de dispositivos baseados em perovskitas. Neste trabalho, dois diferentes materiais poliméricos foram investigados como camadas protetoras para filmes de perovskita sob condições ambientais com umidade relativa superior a 70%.

 

Inicialmente, um copolímero de poli(metacrilato de metila-acrilato de butila-ácido metacrílico) [P(MMA-BA-MAA)] foi sintetizado por polimerização em solução via radicais livres. O uso da adição semicontínua de iniciador e de um maior teor de acrilato de butila resultou em uma conversão de aproximadamente 99%. Análises de FTIR, DSC e UV-Vis confirmaram a síntese bem-sucedida do copolímero e demonstraram características adequadas para aplicações de encapsulamento, incluindo transparência na região visível, absorção na região UV, isolamento elétrico, hidrofobicidade e temperatura de transição vítrea de 43 °C. O copolímero foi então aplicado como encapsulante para filmes de perovskita livre de chumbo Cs₃Bi₂I₉ sintetizados sob condições ambientais sem atmosfera controlada. Os testes de estabilidade mostraram que as amostras encapsuladas mantiveram suas características ópticas e morfológicas durante um período de envelhecimento de 75 dias sob exposição à luz solar e alta umidade, enquanto as amostras não encapsuladas apresentaram degradação severa.

 

 

As células solares de perovskita constituem uma das tecnologias fotovoltaicas mais promissoras devido às suas excelentes propriedades optoeletrônicas e ao baixo custo de fabricação. No entanto, sua aplicação prática ainda é limitada pela baixa estabilidade ambiental, causada principalmente pela umidade, oxigênio, radiação UV e estresse térmico. Portanto, o desenvolvimento de estratégias eficazes de encapsulamento e passivação é essencial para melhorar a durabilidade de dispositivos baseados em perovskitas. Neste trabalho, dois diferentes materiais poliméricos foram investigados como camadas protetoras para filmes de perovskita sob condições ambientais com umidade relativa superior a 70%. 

Inicialmente, um copolímero de poli(metacrilato de metila-acrilato de butila-ácido metacrílico) [P(MMA-BA-MAA)] foi sintetizado por polimerização em solução via radicais livres. O uso da adição semicontínua de iniciador e de um maior teor de acrilato de butila resultou em uma conversão de aproximadamente 99%. Análises de FTIR, DSC e UV-Vis confirmaram a síntese bem-sucedida do copolímero e demonstraram características adequadas para aplicações de encapsulamento, incluindo transparência na região visível, absorção na região UV, isolamento elétrico, hidrofobicidade e temperatura de transição vítrea de 43 °C. O copolímero foi então aplicado como encapsulante para filmes de perovskita livre de chumbo Cs₃Bi₂I₉ sintetizados sob condições ambientais sem atmosfera controlada. Os testes de estabilidade mostraram que as amostras encapsuladas mantiveram suas características ópticas e morfológicas durante um período de envelhecimento de 75 dias sob exposição à luz solar e alta umidade, enquanto as amostras não encapsuladas apresentaram degradação severa.

Em uma segunda etapa, filmes de poli(metacrilato de metila) (PMMA) com concentrações variando de 4 a 150 mg/mL foram avaliados como camadas de encapsulamento e passivação para filmes de perovskita CsPb₀.₇₅Sb₀.₂₅I₃. Análises de hidrofobicidade e absorção de água demonstraram que o aumento da concentração de PMMA melhorou as propriedades protetoras dos filmes poliméricos, sendo que a formulação de 150 mg/mL apresentou o melhor desempenho geral. Testes de encapsulamento sob condições ambientais e exposição direta à água confirmaram a capacidade do PMMA de reduzir a penetração de umidade e retardar a degradação da perovskita. Além disso, análises de MEV e MEV-EDS revelaram que o PMMA não apenas melhorou a estabilidade ambiental, mas também influenciou a cristalização e a morfologia dos filmes, promovendo estruturas cristalinas mais densas, homogêneas e melhor conectadas.

De modo geral, os resultados demonstram que tanto o copolímero sintetizado P(MMA-BA-MAA) quanto o PMMA comercial são materiais eficazes para melhorar a estabilidade de filmes de perovskita sob condições de alta umidade. Além de fornecer proteção eficiente contra a degradação ambiental, o copolímero sintetizado apresentou custo inferior ao do PMMA comercial, demonstrando seu potencial como uma alternativa competitiva e de baixo custo para futuras aplicações fotovoltaicas baseadas em perovskitas.

MEMBROS DA BANCA:
Presidente - 349770 - DULCE MARIA DE ARAUJO MELO
Externa à Instituição - IÊDA MARIA GARCIA DOS SANTOS - UFPB
Externo à Instituição - NAGIB FRANCISCO DA SILVA - NENHUMA
Externo à Instituição - RODOLFO LUIZ BEZERRA DE ARAÚJO MEDEIROS - UFRN
Interna - 1149440 - ROSANGELA DE CARVALHO BALABAN