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    Tempo de economia de danos à luz do dia

    Resultados analíticos e método para célula solar orgânica após 100 h de irradiação de luz. Crédito:Kanazawa University

    Pesquisadores da Universidade de Kanazawa realizaram uma investigação detalhada dos mecanismos moleculares pelos quais as células solares orgânicas sofrem danos ao serem expostas à luz solar. Esta pesquisa tem implicações importantes para o desenvolvimento de painéis solares de próxima geração que combinam alta eficiência, baixo custo, e longa vida útil do dispositivo.

    A energia solar representa um elemento importante das soluções futuras de energia renovável. Historicamente, os painéis solares tendem a ser ineficientes ou caros demais para a maioria dos proprietários de residências considerar a instalação. Uma nova classe de células solares que utiliza camadas de polímeros à base de carbono oferece eficiência de até 10% - o que é considerado o mínimo para uso prático - a um preço acessível. O principal obstáculo remanescente para a ampla adoção desses novos fotovoltaicos é a curta vida útil desses dispositivos, porque o dano cumulativo do sol tende a prejudicar seu desempenho. Devido à natureza multicamadas dos dispositivos, muitas vezes é difícil identificar os mecanismos moleculares pelos quais essa degradação da eficácia ocorre ao longo do tempo.

    Agora, com base nos resultados das curvas de corrente-tensão, espectroscopia de impedância, e espectrofotometria UV-VIS, uma equipe de pesquisa da Universidade de Kanazawa determinou um fator importante que pode causar desempenho reduzido. Semelhante à forma como as células da pele baseadas em carbono podem sofrer uma terrível queimadura de sol com a luz ultravioleta do sol depois de um dia na praia, os pesquisadores descobriram que as moléculas orgânicas frágeis na camada semicondutora podem ser danificadas pela exposição.

    "Descobrimos que os danos da luz ultravioleta aumentaram a resistência elétrica da camada semicondutora orgânica, "diz o primeiro autor Makoto Karakawa. Isso levou à redução do fluxo de corrente e, portanto, a uma diminuição geral da eficiência. Usando um método conhecido como tempo de voo de dessorção / ionização a laser assistida por matriz, os pesquisadores determinaram os prováveis ​​produtos de degradação de danos solares. Quando alguns átomos de enxofre nos materiais são substituídos por átomos de oxigênio da atmosfera, as moléculas não funcionam mais como pretendido.

    "Embora os novos materiais semicondutores orgânicos nos tenham permitido aumentar drasticamente a eficiência geral, descobrimos que eles tendem a ser mais frágeis aos danos de UV, "O autor sênior Kohshin Takahashi explica. Com base nesse entendimento, pode ser possível projetar dispositivos mais robustos que ainda mantêm sua alta taxa de conversão de energia, o que é um passo importante para tornar a energia solar uma porção ainda maior da geração de energia renovável.


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