Publicando em Ciência , pesquisadores da EPFL superaram com sucesso um problema de limitação com a estabilização da formulação de melhor desempenho de filmes de perovskita de haleto metálico, um jogador-chave em uma variedade de aplicações, incluindo células solares. Crédito:Nripan Mathews NTU, Cingapura
As perovskitas são uma classe de materiais constituídos por materiais orgânicos ligados a um metal. Sua estrutura e propriedades fascinantes impulsionaram as perovskitas para a vanguarda da pesquisa de materiais, onde são estudados para uso em uma ampla gama de aplicações. As perovskitas de haletos metálicos são especialmente populares, e estão sendo considerados para uso em células solares, Luzes LED, lasers, e fotodetectores.
Por exemplo, a eficiência de conversão de energia das células solares de perovskita (PSCs) aumentou de 3,8% para 25,5% em apenas dez anos, ultrapassando outras células solares de película fina, incluindo as líderes de mercado, silício policristalino.
As perovskitas são geralmente feitas pela mistura e estratificação de vários materiais em um substrato condutor transparente., que produz fino, filmes leves. O processo, conhecido como "deposição química, "é sustentável e relativamente eficaz em termos de custos.
Mas há um problema. Desde 2014, perovskitas de haleto de metal foram feitas pela mistura de cátions ou halogenetos com formamidínio (FAPbI 3 ) A razão é que esta receita resulta em alta eficiência de conversão de energia em células solares de perovskita. Mas ao mesmo tempo, a fase mais estável do FAPbI3 é fotoinativa, o que significa que ele não reage à luz - o oposto do que uma colheitadeira de energia solar deve fazer. Além disso, as células solares feitas com FAPbI3 apresentam problemas de estabilidade a longo prazo.
Agora, pesquisadores liderados por Michael Grätzel e Anders Hafgeldt na EPFL, desenvolveram um método de deposição que supera os problemas de formamidínio, mantendo a alta conversão de células solares de perovskita. O trabalho foi publicado em Ciência .
No novo método, os materiais são primeiro tratados com um vapor de tiocianato de metilamônio (MASCN) ou tiocianato de formamidínio FASCN. Este ajuste inovador transforma o FAPbI fotoinativo 3 filmes perovskite aos desejados fotossensíveis.
Os cientistas usaram o novo FAPbI 3 filmes para fazer células solares de perovskita. As células mostraram mais de 23% de eficiência de conversão de energia e estabilidade operacional e térmica de longo prazo. Eles também apresentavam baixa perda de tensão de circuito aberto (330 mV) e baixa tensão de ativação (0,75 V) de eletroluminescência.
