p Físicos da Universidade de Luxemburgo, juntamente com cientistas internacionais, investigaram o processo de oxidação de materiais de células solares cujos resultados podem mudar a forma atual de produção de células solares. O estudo foi publicado na renomada revista. Nature Communications em julho de 2020. p Os limites das fases são pontos críticos para as propriedades dos materiais. A equipe de pesquisa acaba de descobrir que, quando os materiais usados ​​para células solares estão perto de um limite de fase, o processo de oxidação cria muito mais danos do que apenas a oxidação.

p Esta publicação é o resultado de um projeto de pesquisa de quatro anos e uma colaboração frutífera dentro do Departamento de Física e Ciência dos Materiais (DPhyMS) entre o Laboratório de Materiais de Energia (LEM) liderado pelo Prof. Phillip Dale e o Laboratório de Energia Fotovoltaica (LPV) liderado pela Prof. Susanne Siebentritt. O projeto foi conduzido com sucesso por Diego Colombara e Hossam Elanzeery que eram então pesquisadores de pós-doutorado e doutorado na Universidade de Luxemburgo, respectivamente.

p A equipe explica com mais detalhes o projeto.

p O que é um limite de fase para materiais de células solares?

p "Quando o gelo derrete e vira água, ele cruza um limite de fase. Nesse caso, é a temperatura que faz o material cruzar o limite da fase. Em semicondutores compostos, como seleneto de cobre e índio, que é usado em células solares, é a composição que faz o material cruzar o limite da fase. No cristal ideal, há tanto Cu quanto In, e quando há mais Cu do que In, o material está em uma fase diferente do que quando há menos Cu do que In. "

p Como você controla essa mudança?

p “Podemos controlar isso pelo processo de deposição. Já se sabe há muito tempo, que quando o material oxida, por exemplo, quando o deixamos muito tempo no ar, ele forma um óxido de índio. O que descobrimos agora é:quando o material rico em Cu oxida, não apenas forma óxido de índio, mas também se torna muito rico em cobre. Então, o Cu deve deixar o material. E ao fazer isso, leva o selênio com ele, formando novos defeitos, as vagas de selênio. E isso é ruim para as células solares. Essa percepção não é importante apenas para a maneira como fazemos as células solares. Os materiais Selenide têm outras aplicações no armazenamento de dados, lasing e comunicação. Os resultados serão relevantes também para aqueles outros selenetos ou sulfetos que mostram limites de fase semelhantes. "

p Como podemos construir células solares melhores?

p "Agora conhecemos o mecanismo de raiz para o surgimento desses defeitos prejudiciais em nossas células solares e já descobrimos que é possível cancelar parcialmente esses defeitos uma vez que eles são formados, forçando um excesso de selênio do lado de fora. Construindo nesta base de conhecimento, vamos projetar métodos de fabricação que evitem a formação de defeitos por completo, como parte de nosso roteiro para uma conversão de energia solar mais eficiente. "