p Os consumidores em todo o mundo estão exigindo fontes de energia mais verdes; Portanto, otimizar o desempenho e a viabilidade econômica das células solares é um importante foco de pesquisa. Melhorar a eficiência das células solares de perovskita tem sido uma prioridade particular; Contudo, menos ênfase foi colocada na compreensão do que faz com que o desempenho da célula se deteriore. Agora, descobertas recentes de pesquisadores da Universidade de Tsukuba fornecem um estudo de nível microscópico de células solares de perovskita para abordar a lacuna de conhecimento. p As perovskitas híbridas orgânico-inorgânicas são materiais atraentes para uso em células solares porque são fáceis e baratas de preparar e absorver luz em uma ampla faixa de comprimentos de onda. As células solares que usam camadas de perovskita como material fotoativo estão sendo continuamente melhoradas, com um foco particular em sua eficiência de conversão de energia (PCE), que agora pode exceder 25%.

p Contudo, focar apenas na melhoria dos PCEs pode estar fazendo com que os pesquisadores percam os passos significativos à frente que podem resultar de uma compreensão mais detalhada dos mecanismos subjacentes. Por exemplo, a questão sobre o que causa a deterioração do desempenho das células solares de perovskita é uma questão importante que não foi respondida de forma abrangente.

p Fatores externos, como oxigênio e umidade do ar, são conhecidos por comprometer as camadas de perovskita. Contudo, as mudanças internas que afetam o desempenho das células não são tão bem compreendidas. Os pesquisadores, portanto, investigaram o mecanismo de deterioração usando espectroscopia de ressonância de spin eletrônico (ESR).

p "Realizamos espectroscopia ESR em células solares de perovskita enquanto elas estavam em uso, que nos deu uma imagem em tempo real das mudanças no nível molecular, "o autor correspondente do estudo, o professor Kazuhiro Marumoto, explica." Especificamente, observamos as cargas e defeitos, e estados de spin relacionados, nas camadas de células solares enquanto as características de corrente-tensão das células solares estavam sendo medidas. Isso nos permitiu entender as relações entre esses fatores. "

p Esta investigação aprofundada das células solares de perovskita em operação mostrou que as mudanças nos estados de spin resultam de mudanças no transporte do buraco, bem como da formação de camadas de dipolo elétrico interfacial. Concluiu-se, portanto, que a deterioração da célula poderia ser evitada melhorando a mobilidade de carga no material de transporte do buraco e evitando a formação de camada dipolo elétrica.

p "Estabelecer que as mudanças nos estados de spin estão correlacionadas com o desempenho do dispositivo ampliou significativamente nossa compreensão das células solares de perovskita, "O professor Marumoto diz." Esperamos que nossas descobertas forneçam um novo ponto de partida valioso para o desenvolvimento contínuo de células solares e ajudem a acelerar a realidade da energia verde econômica. "