Um grupo de químicos da Kaunas University of Technology (KTU), Lituânia, junto com os físicos da Universidade de Vilnius e do Instituto Federal Suíço de Tecnologia, Lausanne (EPFL), descobriram uma das possíveis razões por trás da curta vida útil das células solares de perovskita e ofereceram soluções. De acordo com os cientistas, materiais de transporte de buraco usados ​​em células solares de perovskita estão reagindo com um dos aditivos mais populares, terc-butilpiridina, o que tem um impacto negativo no desempenho geral do dispositivo.

Embora as células solares de perovskita estejam atraindo a atenção por causa de sua crescente eficiência de conversão de energia, materiais de baixo custo e processo de fabricação relativamente simples, essas células solares de próxima geração ainda estão nos estágios iniciais de comercialização em comparação com tecnologias solares maduras. Uma das principais preocupações é a estabilidade e vida útil relativamente curta dos elementos perovskita.

O professor Vytautas Getautis da Faculdade de Tecnologia Química da KTU afirma que, até agora, nenhuma atenção foi dada à possível interação entre os elementos da célula solar. Pela primeira vez, Os químicos da KTU descobriram a reação química entre os componentes da composição da camada de transporte do buraco - o semicondutor e o aditivo usado para melhorar o desempenho da célula solar.

"Nós levantamos a hipótese de que a terc-butilpiridina, que é um aditivo usado rotineiramente para melhorar o desempenho, está reagindo com semicondutores, isto é, materiais de transporte de buraco nas células solares. Devido à reação, a eficiência do buraco transportando o material diminui, à medida que os novos produtos piridinados são formados, e isso tem influência negativa no desempenho da célula, "explica o professor Getautis.

Primeiro, os químicos KTU sintetizaram e caracterizaram os produtos piridinados, o que, hipoteticamente, poderia diminuir a eficiência do transporte de materiais em buracos. Então, os físicos da EPFL sob o Prof. Mohammad Khaja Nazeeruddin confirmaram a presença dos produtos nas células solares de perovskita envelhecidas por meio de espectrometria de massa, e comprovou sua influência negativa no desempenho geral do dispositivo.

“A concentração desses produtos é muito baixa após vários meses de envelhecimento da célula. a detecção de substâncias nocivas após a exploração abre novos caminhos na produção de células solares de perovskita estáveis ​​de longo prazo, "diz o professor Getautis.

Os cientistas da KTU estão oferecendo várias soluções para evitar esse problema. Sua primeira sugestão é usar derivados de piridina menos nucleofílicos ou estericamente impedidos. Outra opção seria mudar a estrutura molecular do HTM para que não reaja com a terc-butilpiridina.

As descobertas foram publicadas em um artigo intitulado "Piridinação de material de transporte de buraco em células solares de perovskita questiona a estabilidade a longo prazo."