p Uma equipe da Helmholtz-Zentrum Berlin conseguiu produzir filmes finos de perovskita inorgânica em temperaturas moderadas usando co-evaporação - tornando desnecessário o pós-revenido em altas temperaturas. O processo torna muito mais fácil produzir células solares de película fina a partir desse material. Em comparação com perovskitas híbridas metal-orgânicas, as perovskitas inorgânicas são mais estáveis ​​termicamente. O trabalho foi publicado em Materiais de energia avançados . p Equipes em todo o mundo estão trabalhando intensamente no desenvolvimento de células solares de perovskita. O foco está no que são conhecidas como perovskitas híbridas metal-orgânicas, cuja estrutura cristalina é composta por elementos inorgânicos como chumbo e iodo, além de uma molécula orgânica.

p Semicondutores de perovskita totalmente inorgânicos, como CsPbI ₃ têm a mesma estrutura cristalina que as perovskitas híbridas, mas contêm um metal alcalino como o césio em vez de uma molécula orgânica. Isso os torna muito mais estáveis ​​do que as perovskitas híbridas, mas geralmente requer uma etapa extra de produção em temperatura muito alta - várias centenas de graus Celsius. Por esta razão, Semicondutores inorgânicos de perovskita têm sido difíceis de integrar em células solares de película fina que não suportam altas temperaturas. Uma equipe chefiada pelo Dr. Thomas Unold conseguiu agora produzir semicondutores inorgânicos de perovskita em temperaturas moderadas para que também possam ser usados ​​em células de película fina no futuro.

p Os físicos desenvolveram um experimento inovador no qual sintetizaram e analisaram muitas combinações de material em uma única amostra. Usando co-evaporação de iodeto de césio e iodeto de chumbo, eles produziram camadas finas de CsPbI ₃ , variando sistematicamente as quantidades desses elementos, enquanto a temperatura do substrato era inferior a 60 graus Celsius.

p "Uma abordagem de pesquisa combinatória como esta nos permite encontrar parâmetros de produção ideais para novos sistemas de materiais muito mais rápido do que com a abordagem convencional que normalmente requer 100 amostras a serem produzidas para 100 composições diferentes", explica Unold. Por meio de uma análise cuidadosa durante a síntese e as medições subsequentes das propriedades optoeletrônicas, eles foram capazes de determinar como a composição do filme fino afeta as propriedades do material.

p Suas medições mostram que as propriedades optoeletrônicas estruturais e importantes do material são sensíveis à proporção de césio para chumbo. Assim, o césio em excesso promove uma fase de perovskita estável com boa mobilidade e vida útil dos portadores de carga.

p Em cooperação com o HZB Young Investigator Group do Prof. Steve Albrecht, estes CsPbI otimizados ₃ camadas foram usadas para demonstrar células solares de perovskita com uma eficiência inicial de mais de 12 por cento e desempenho estável próximo a 11 por cento por mais de 1200 horas. "Mostramos que os absorvedores de perovskita inorgânica também podem ser adequados para uso em células solares de película fina se puderem ser fabricados de forma adequada. Acreditamos que haja grande espaço para melhorias futuras", diz Unold.