dc.creator | Ribeiro, Guilherme Luís Mello | |
dc.date.accessioned | 2024-12-20T14:24:32Z | |
dc.date.available | 2024-12-20T14:24:32Z | |
dc.date.issued | 2024-06-14 | |
dc.identifier.citation | RIBEIRO, Guilherme Luís Mello. Efeito da adição dos dopantes Co e N nas estruturas eletrônicas de perovskitas a base de (K, Na)NbO ˆ 3: um estudo computacional via Teoria do Funcional da Densidade. 2024. 105 f. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais) - Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais. Centro de Desenvolvimento Tecnológico. Universidade Federal de Pelotas, Pelotas, 2024. | pt_BR |
dc.identifier.uri | http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/handle/prefix/14699 | |
dc.description.abstract | The present work addresses a theoretical/computational study of the electronic
properties of KNbO3 and NaNbO3 perovskites. Using the Density Functional The ory (DFT), the effect of doping and co-doping with cobalt and nitrogen is evaluated
as a way of maximizing the photovoltaic effect and, consequently, enabling its use
in perovskites solar cells (CSP). As DFT demonstrably underestimates certain prop erties such as band gap, the use of the pseudo-hybrid approximation of the ACBN0
functional is proposed and evaluated, which incorporates the Hubbard correction as a
natural function of electron density and chemical environment. In this context, density
of states (DOS) and band structure calculations, charge analysis, geometry, effective
masses of charge carriers and formation and binding energies of defects (doping) were
established. The strategy of adding barium and strontium is also examined as a way
of stabilizing the structure and charges. The methodology proved to be efficient, since,
among other issues, it showed reductions and adjustment band gap through the ap pearance of intermediate states generated by dopants, spin polarization that highlights
magnetic effects (doping with cobalt), increase in the effective masses of charge car riers in the valence band (BV), which decrease mobility, but also minimize the charge
recombination rate and formation and binding energies, which showed that codoping
produces more stable structures than individual dopings. As a result, the photovoltaic
potential of the studied perovskites and their application in CSP are confirmed. | pt_BR |
dc.description.sponsorship | Sem bolsa | pt_BR |
dc.language | por | pt_BR |
dc.publisher | Universidade Federal de Pelotas | pt_BR |
dc.rights | OpenAccess | pt_BR |
dc.subject | Perovskitas | pt_BR |
dc.subject | Celulas Solares de Perovskitas | pt_BR |
dc.subject | DFT | pt_BR |
dc.subject | Aproximação Pseudo-Híbrida de Hubbard ACBN0 | pt_BR |
dc.subject | Perovskites | pt_BR |
dc.subject | Perovskites Solar Cells | pt_BR |
dc.subject | Hubbard Pseudo-Hybrid Approximation ACBN0 | pt_BR |
dc.title | Efeito da adição dos dopantes Co e N nas estruturas eletrônicas de perovskitas à base de (K, Na)NbO3: um estudo computacional via Teoria do Funcional da Densidade | pt_BR |
dc.title.alternative | Effect of the addition of Co and N dopants on the electronic structures of perovskites based on (K, Na)NbO3: a computational study via Density Funcional Theory | pt_BR |
dc.type | doctoralThesis | pt_BR |
dc.contributor.authorLattes | http://lattes.cnpq.br/7033118926723709 | pt_BR |
dc.contributor.advisorID | https://orcid.org/0000-0002-0907-7739 | pt_BR |
dc.contributor.advisorLattes | http://lattes.cnpq.br/2853098230406981 | pt_BR |
dc.contributor.advisor-co1 | Ferrer, Mateus Meneghetti | |
dc.contributor.advisor-co1Lattes | http://lattes.cnpq.br/6355560471517685 | pt_BR |
dc.description.resumo | O presente trabalho aborda um estudo teorico/computacional das propriedades ´
eletronicas das perovskitas KNbO ˆ 3 e NaNbO3. Por meio da Teoria do Funcional da
Densidade (DFT), avalia-se o efeito de dopagens e codopagens com cobalto e ni trogenio, como forma de maximizar o efeito fotovoltaico e, em consequ ˆ encia viabilizar ˆ
sua utilizac¸ao em c ˜ elulas solares de perovskitas (CSP). Como a DFT comprovada- ´
mente subestima determinadas propriedades como band gap, propoem-se e avalia- ˜
se a utilizac¸ao da aproximac¸ ˜ ao pseudo-h ˜ ´ıbrida do funcional ACBN0, que incorpora a
correc¸ao de Hubbard como uma func¸ ˜ ao natural da densidade eletr ˜ onica e do ambiente ˆ
qu´ımico. Nesse contexto, estabeleceram-se calculos de densidade de estados (DOS) ´
e estrutura de bandas, analise de cargas, geometria, massas efetivas dos portado- ´
res de carga e energias de formac¸ao e ligac¸ ˜ ao de defeitos (dopagens). Examina-se ˜
tambem a estrat ´ egia de adic¸ ´ ao de b ˜ ario e estr ´ oncio, como forma de estabilizac¸ ˆ ao da ˜
estrutura e das cargas. A metodologia mostrou-se eficiente, visto que, entre outras
questoes, evidenciou-se reduc¸ ˜ oes e ajuste de ˜ band gap por meio do aparecimento
de estados intermediarios gerados pelos dopantes, aus ´ encia de polarizac¸ ˆ ao de ˜ spin,
o que maximiza a mobilidade dos portadores de carga (codopagem), incremento das
massas efetivas dos portadores de carga na banda de valencia (BV), que diminuem ˆ
a mobilidade, mas tambem minimizam a taxa de recombinac¸ ´ ao de cargas e as ener- ˜
gias de formac¸ao e ligac¸ ˜ ao, as quais mostraram que a codopagem produz estruturas ˜
mais estaveis que as dopagens individuais. Em virtude disso, ratifica-se o potencial ´
fotovoltaico das perovskitas estudadas e sua aplicac¸ao em CSP. | pt_BR |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais | pt_BR |
dc.publisher.initials | UFPel | pt_BR |
dc.subject.cnpq | ENGENHARIAS | pt_BR |
dc.publisher.country | Brasil | pt_BR |
dc.rights.license | CC BY-NC-SA | pt_BR |
dc.contributor.advisor1 | Cava, Sergio da Silva | |
dc.subject.cnpq1 | ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA | pt_BR |