Pesquisadores revelam novo tratamento molecular que melhora desempenho e vida útil de células solares

São PauloPesquisadores da Universidade de Ciência e Tecnologia de Hong Kong (HKUST) descobriram uma nova forma de melhorar e aumentar a durabilidade das células solares de perovskita. Eles utilizaram um tratamento especial com compostos de amino-silano que elevam significativamente a qualidade e o desempenho dessas células.

As células solares de perovskita são uma tecnologia inovadora para converter a luz solar em eletricidade. Diferentemente das células solares tradicionais de silício, as células de perovskita conseguem absorver a luz e convertê-la de forma mais eficiente devido à sua estrutura cristalina especial. No entanto, elas frequentemente enfrentam problemas de estabilidade e defeitos. A equipe da HKUST desenvolveu um processo chamado passivação, que ajuda a corrigir esses defeitos e torna o material mais estável.

Principais Resultados da Pesquisa:

Entre os principais achados estão:

• Uso de moléculas da família amino-silano para passivação.
• Melhoria na eficiência quântica de fotoluminescência (PLQY), indicando menos defeitos materiais.
• Alta tensão de circuito aberto e eficiência em várias larguras de banda.
• Durabilidade significativa, com alto desempenho mantido após 1.500 horas de teste.

A equipe descobriu que o uso de diferentes tipos de aminas (primárias, secundárias e terciárias) e suas misturas pode melhorar significativamente a qualidade dos filmes de perovskita. Eles utilizaram métodos "ex-situ" e "in-situ" para investigar como essas moléculas interagem com as perovskitas e identificaram quais delas mais aumentam a PLQY. Em resumo, menos defeitos resultam em maior eficiência e durabilidade.

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Esse novo método de passivação não apenas melhora o desempenho, mas também é compatível com os processos de fabricação existentes. Ele se assemelha ao processo de priming com HMDS usado na produção de semicondutores, o que indica que pode ser facilmente utilizado em uma escala industrial.

Testes de benchmark demonstraram que os resultados deles estão entre os melhores, com altas tensões em circuito aberto e baixa perda de fotovoltaica. Suas células de melhor desempenho mantiveram alta eficiência e conversão de energia mesmo após longos testes de envelhecimento. Isso é crucial, pois manter a eficiência ao longo do tempo é fundamental para o sucesso comercial.

Esse método pode ajudar a criar células solares em tandem de melhor qualidade. Essas células possuem várias camadas para absorver mais luz solar. O tratamento com amino-silano pode torná-las mais estáveis e eficientes, facilitando sua adoção em larga escala.

O trabalho da equipe em colaboração com especialistas da Universidade de Oxford e da Universidade de Sheffield torna seus achados ainda mais relevantes e úteis. Essa descoberta pode resultar em células solares de perovskita mais duradouras, eficientes e acessíveis, contribuindo para o avanço da tecnologia de energia renovável.