Banca de DEFESA: FERNANDO VELCIC MAZIVIERO

Uma banca de DEFESA de DOUTORADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE : FERNANDO VELCIC MAZIVIERO
DATA : 18/03/2026
HORA: 15:00
LOCAL: Auditório do CCET
TÍTULO:

Perovskitas Halogenadas Para Aplicações Fotovoltaicas: Estudo Composicional, Dopagem E Desenvolvimento De Materiais Livres De Chumbo.

PALAVRAS-CHAVES:

Perovskitas Halogenadas; Células Solares; Síntese e Modificação Estrutural; Propriedades Optoeletrônicas

PÁGINAS: 129
RESUMO:

As perovskitas halogenadas têm sido consideradas uma das mais importantes classes de materiais para aplicações fotovoltaicas, apresentando avanços significativos nas últimas décadas em termos de eficiência de conversão, propriedades optoeletrônicas e versatilidade composicional, o que possibilita o ajuste de parâmetros estruturais e eletrônicos para aplicações em dispositivos solares. Nesse contexto, esta tese aborda de forma integrada os fundamentos teóricos, a revisão da literatura e o desenvolvimento experimental de perovskitas aplicadas a células solares. Inicialmente, são discutidos os conceitos fundamentais relacionados à estrutura eletrônica, às propriedades ópticas e aos mecanismos físicos envolvidos na operação de dispositivos fotovoltaicos, fornecendo a base para a interpretação dos resultados subsequentes. Em seguida, é apresentado um panorama da evolução das perovskitas em células solares, abrangendo sistemas híbridos orgânico-inorgânicos, composições totalmente inorgânicas contendo chumbo e, mais recentemente, alternativas livres de chumbo, com ênfase nos desafios associados à estabilidade e à toxicidade. No contexto experimental e teórico, foi investigada a dopagem de bismuto no sítio B das perovskitas CsPbI3 e CsPbBr3 por meio de cálculos baseados na Teoria do Funcional da Densidade (DFT), sendo o estudo computacional empregado para prever a estrutura de bandas dos materiais, posteriormente validada por caracterizações experimentais. A incorporação de Bi promoveu redução significativa do bandgap, atingindo valores de 1,79 eV, correspondendo a uma diminuição de até 30% em relação às perovskitas não dopadas, além de ampliar a faixa de absorção no espectro UV-Vis. A dopagem também resultou em valores de fator de tolerância mais próximos de uma unidade, indicando maior estabilidade estrutural da fase cúbica. Com relação à perovskita CsPbI3, a presença do dopante contribuiu para a estabilização da fase black em filmes finos por até 60 min em condições de umidade elevada (>50%), apresentando melhoria na estabilidade estrutural do material. Foram ainda avaliadas as modificações estruturais e as propriedades eletrônicas e ópticas dos materiais obtidos. Por fim, é explorado o desenvolvimento da perovskita totalmente inorgânica e livre de chumbo CsMnBr2I como material fotoabsorvedor. O composto apresentou bandgap de 1,83 eV e evidências de mistura de fases envolvendo CsMnBr3 e CsMnI3 em aproximadamente 10% da fração cristalina. A análise espectroscópica indicou desdobramento octaédrico Δo de 5.778 cm-1 para o campo [MnX6]4-, característico de alto spin e confirmando o efeito nefelauxético associado ao caráter covalente da ligação Mn–X. O material foi empregado como camada fotoabsorvedora em um dispositivo fotovoltaico, resultando em eficiência de conversão de potência (PCE) de 0,77% em testes realizados sob simulador solar. Os resultados obtidos contribuem para a melhoria do entendimento da correlação entre composição, estrutura e propriedades em perovskitas halogenadas e para a consolidação de alternativas mais estáveis e ambientalmente adequadas para aplicações solares.

MEMBROS DA BANCA:
Presidente - 349770 - DULCE MARIA DE ARAUJO MELO
Interna - 2140775 - LIVIA NUNES CAVALCANTI
Externo ao Programa - 3491716 - ANGELO ANDERSON SILVA DE OLIVEIRA - UFRNExterna à Instituição - ARUZZA MABEL DE MORAIS ARAUJO - UFRN
Externo à Instituição - RODOLFO LUIZ BEZERRA DE ARAÚJO MEDEIROS - UFRN
Externa à Instituição - SILVIA LETICIA FERNANDES - UNESP