Uma equipe internacional de cientistas descobriu que pequenos defeitos que limitam a eficácia das perovskitas, uma matéria-prima mais barata para a fabricação de células solares, também são responsáveis pelas mudanças estruturais que fazem com que o material se desfaça rapidamente. Usando vários métodos de envelhecimento artificial da perovskita com luz solar, os pesquisadores analisaram cuidadosamente as mudanças no material e descobriram como acelerar significativamente o aparecimento de células fotovoltaicas de perovskita duradouras e econômicas.
Em comparação com o silício cristalino, as perovskitas são mais acessíveis e fáceis de processar. Eles podem ser usados para fazer tinta para impressão de filmes finos e flexíveis. O rendimento energético das células solares de perovskita é muitas vezes equivalente e, no caso de uma arquitetura multicamadas, ainda maior do que as células solares tradicionais de silício. No entanto, devido à vida útil limitada, é muito cedo para falar sobre o uso em massa desse material.
O painel solar de silício médio dura de 20 a 25 anos sem uma perda significativa de desempenho, escreve Phys.org. Como os dispositivos de perovskita são muito mais baratos de fabricar, eles não precisam atingir os mesmos níveis para serem competitivos. Mas, para revelar seu potencial, os elementos devem funcionar por pelo menos dez anos.
Especialistas da Universidade de Cambridge (Grã-Bretanha) e do Instituto de Ciência e Tecnologia de Okinawa (Japão) descobriram o segredo do "calcanhar de Aquiles" das perovskitas.
“Ao iluminar um filme de perovskita por um certo período de tempo, simulamos o processo de envelhecimento de células fotovoltaicas e vimos que a dinâmica mais interessante ocorre em aglomerados de armadilhas nanoscópicas”, disse Stuart McPherson, coautor do estudo. “Agora sabemos que as mudanças que vimos estão relacionadas à fotodegradação do filme. Como resultado, as armadilhas transportadoras que limitam a eficiência podem estar diretamente relacionadas à questão igualmente importante da vida das células solares.”
Isso significa que, se os cientistas puderem descobrir o problema da formação dessas armadilhas na superfície do filme, eles melhorarão o desempenho e a estabilidade de todo o dispositivo ao longo do caminho. A equipe de pesquisa já provou que isso é possível: ao alterar a composição química e a forma como o filme de perovskita é formado, eles conseguiram controlar o processo e, com isso, prolongaram a vida útil do elemento.
No início do ano, cientistas de Cingapura alcançaram um recorde para uma célula solar em tandem feita de perovskita e materiais orgânicos. A eficiência foi de 23,6% e se aproximou da das modernas células solares de silício.
2022-05-27 20:08:43
Autor: Vitalii Babkin