Síntese dos cristais de perovskitas do tipo Cs1-xRbxPbBr3
Carregando...
Data
Autor(es)
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Dissertação de mestrado
Título alternativo
Synthesis of perovskite crystals of type Cs1-xRbxPbBr3
Primeiro orientador
Membros da banca
Edmar Avellar Soares
Luiz Orlando Ladeira
Karolline Aparecida de Souza Araújo
Luiz Orlando Ladeira
Karolline Aparecida de Souza Araújo
Resumo
As perovskitas de haletos do tipo ABX3 , onde A+ = Cs, Rb; B2+ = Sn, P b e X− = Cl, Br,
I, têm despertado grande interesse devido à sua facilidade de síntese e suas extraordinárias
propriedades ópticas e eletrônicas. Desde 2009, esses materiais têm sido utilizados na
fabricação de células solares. A primeira célula solar de perovskita é constituída por
CH3NH3PbBr3/TiO2. Neste trabalho, cristais Cs1−xRbxP bBr3 foram sintetizados pelo
método de evaporação de solução à temperatura fixa. Os cristais foram obtidos com
diferentes concentrações de rubídio, sendo x = 0,00; x = 0,05; x = 0,10 e x = 0,30. A
técnica de Espectroscopia de Raios X por Dispersão de Energia (EDS) permitiu determinar
variação da composição química das amostras de forma semi-quantitativa. Os cristais
Cs1−xRbxPbBr3 cresceram rapidamente, entre uma semana e um mês, apresentando uma
forma de crescimento do tipo hopper. As medidas de difração de raios X em pó revelaram
que todos os cristais apresentam a simetria ortorrômbica pertencente ao grupo de espaço
Pnma à temperatura ambiente. Os parâmetros estruturais dos cristais, determinados pelo
Método de Rietveld, apresentaram aumento dos parâmetros a e b e diminuição do c,
com o aumento da concentração de rubídio. O cristal CsP bBr3 apresenta um pico de
luminescência a 527 nm, enquanto os cristais mistos apresentam picos em comprimentos
de onda entre 485 nm a 526 nm em diferentes pontos dos cristais. Os resultados de
fotoluminescência e de EDS indicam que os cristais Cs1−xRbxPbBr3 são formados por
regiões com diferentes concentrações de rubídio distintas, devido ao padrão de crescimento
do tipo hopper.
Abstract
Inorganic halide perovskites have the chemical formula ABX3 of which A+ = Cs, Rb;
B2+ = Sn, P b, and X− = Cl, Br, I. They have attracted great interest due to their
easy synthesis and their extraordinary optical and electronic properties with potential
technological applications. Since 2009, these materials have been used in the fabrication
of solar cells. The first perovskite solar cell being composed of CH3N H3P bBr3/T iO2.
In this work, Cs1−xRbxP bBr3 crystals were synthesized using the solution evaporation
method at fixed-temperature. The crystals were obtained with different concentrations of
rubidium, where x = 0, 00; x = 0, 05; x = 0, 10 and x = 0, 30. X-ray Energy Dispersive
Spectroscopy (EDS) allowed the determination of the chemical composition of the samples.
The Cs1−xRbxP bBr3 crystals grew rapidly, within a week and a month, with a hopper-like
growth pattern. Powder X-ray diffraction measurements, revealed that all crystals exhibit
orthorhombic symmetry belonging to the Pnma space group at room temperature. The
lattice parameters, determined by the Rietveld method, showed increase in the a and
b parameters and decrease in the c parameter with increasing rubidium concentration.
The CsP bBr3 crystal has a luminescence peak at 527 nm, while the mixed crystals have
peaks at wavelengths between 485 nm and 526 nm at different points of the crystals.
Photoluminescence and EDS results indicate that the Cs1−xRbxP bBr3 crystals formed of
regions with different rubidium concentrations due to the hopper-like growth pattern.
Assunto
Difração de raios X, Análise espectral, Fotoluminescência
Palavras-chave
Perovskitas, CsPbBr3, Cs1−xRbxPbBr3, Difração de raios X, Espectroscopia por dispersão de energia, Fotoluminescência