Propriedades físicas e químicas do sistema iodeto de chumbo e metilamônio substituído parcialmente com acetamidínio - Santos, Rafaela Coutinho de Oliveira [UNESP] (2025)
As perovskitas de haleto constituem uma classe de materiais cerâmicos semicondutores com propriedades físicas e químicas relevantes para aplicações em células solares e dispositivos optoeletrônicos e eletroquímicos. Apesar dos avanços recentes, a instabilidade intrínseca, associada à arquitetura cristalina, e extrínseca, relacionada à degradação por umidade, oxigênio, luz e calor, ainda demanda investigação. A substituição de cátions orgânicos-inorgânicos no sítio A tem sido associada à melhoria da estabilidade estrutural; contudo, parâmetros como raio iônico efetivo, número de ligações N–H e dipolo elétrico influenciam a rede cristalina, afetando separação de cargas, simetria cristalina, defeitos e transporte iônico. Este trabalho objetiva determinar características físicas e químicas de perovskitas à base de iodeto de chumbo e metilamônio, com substituição parcial do cátion acetamidínio no sítio A. Foram sintetizadas seis amostras por solução sólida via rota mecanoquímica, contendo 0%, 4%, 8%, 12%, 16% e 20% de acetamidínio, cada. As amostras foram moldadas em pastilhas e sinterizadas a 120 °C por 120 minutos. Realizaram-se caracterizações estrutural, microestrutural, térmica e elétrica, além de ensaios de degradação acelerada induzida por luz. Resultados de difração de raios X e microscopia eletrônica de varredura indicaram limite de solubilidade do cátion próximo de 10%. As temperaturas de transição de fase mostraram-se pouco afetadas pela substituição. A espectroscopia no infravermelho via transformada de Fourier indicou fraca interação do cátion com a estrutura inorgânica. Após degradação, análises de raios X e espectroscopia por energia dispersiva não evidenciaram melhora significativa da fotoestabilidade. As curvas de corrente elétrica em função da tensão elétrica indicaram atenuação da migração de íons de iodo, enquanto medidas de densidade de corrente e espectroscopia no ultravioleta-visível mostraram redução da condutividade eletrônica e pouca variação do bandgap, respectivamente.