As células solares de perovskita estão atraindo a atenção como o material de bateria solar de próxima geração, devido ao seu baixo custo de processamento e excelente qualidade fotovoltaica. Contudo, é difícil comercializá-los porque seu material principal - perovskita - é vulnerável à luz e à umidade.

Recentemente, uma equipe de pesquisa da POSTECH desenvolveu um aditivo molecular espaçador orgânico que pode melhorar a eficiência fotoelétrica e a estabilidade da perovskita.

Uma equipe de pesquisa POSTECH liderada pelo Professor Kilwon Cho e Ph.D. O candidato Sungwon Song, do Departamento de Engenharia Química, conseguiu fabricar células solares de perovskita altamente eficientes e estáveis, reduzindo drasticamente a concentração de defeitos internos nos cristais, bem como aumentando a resistência à umidade da perovskita com a introdução de um novo aditivo de molécula espaçadora orgânica no cristal perovskita. O estudo foi publicado como um artigo de capa na última edição da Materiais de energia avançados , uma das revistas de maior autoridade no campo da energia.

Ao adicionar íons espaçadores orgânicos para resolver o problema, a equipe de pesquisa desenvolveu uma camada fotovoltaica de perovskita híbrida onde coexistem perovskita bidimensional e tridimensional. Espaçadores orgânicos criam estruturas de perovskita bidimensionais na superfície dos cristais de perovskita 3-D. Essas estruturas atuam como uma camada estabilizadora que aumenta a resistência à umidade devido à sua propriedade de repelir a água.

Além disso, foi descoberto pela primeira vez que este espaçador orgânico recém-introduzido minimiza o estresse mecânico das interfaces de cristal de perovskita bidimensional e tridimensional, promovendo assim a produção nuclear e o crescimento do cristal 3-D de perovskita. Como resultado, os defeitos internos da camada fotorreativa - os cristais de perovskita 3-D - foram drasticamente reduzidos.

As células solares desenvolvidas pela equipe de pesquisa alcançaram eficiência de 21,3% e garantiram estabilidade de umidade para manter mais de 80% de sua eficiência inicial, mesmo após 500 horas em condições de umidade relativa de 60%.

"Este estudo apresentou uma nova perspectiva sobre o projeto molecular de espaçadores orgânicos para a realização de células solares de perovskita estáveis ​​e de alto desempenho, "comentou o professor Kilwon Cho, que conduziu o estudo. Ele acrescentou:"Prevê-se que seja uma tecnologia de origem que pode contribuir para a comercialização da tecnologia de células solares de perovskita."