p Durável, células solares de perovskita de alto desempenho também exigem durabilidade, camadas de transporte de carga de alto desempenho. Os cientistas desenvolveram o primeiro transportador de buraco orgânico que não precisa de um dopante para obter alta mobilidade e estabilidade de carga. De acordo com o estudo publicado na revista Angewandte Chemie , esta nova camada de transporte de orifícios supera os materiais de referência e protege a célula orgânica de perovskita da umidade do ar. p Em células solares perovskita, a camada de absorção de luz perovskita é imprensada entre duas camadas de transporte de carga, que coletam os buracos e elétrons gerados e os transportam para os eletrodos. Essas camadas de transporte de carga aumentam a eficiência de conversão de energia das células e são críticas para manter a estabilidade do ar.

p Os transportadores de furo de última geração consistem em um material orgânico denominado spiro-OMeTAD. Contudo, para promover uma mobilidade suave do portador de carga, eles precisam de aditivos higroscópicos como dopantes, que reduzem a estabilidade das perovskitas no ar úmido.

p Yongzhen Wu e colegas da Universidade de Ciência e Tecnologia do Leste da China estão explorando planícies, aromático, compostos contendo nitrogênio chamados quinoxalinas como transportadores de buraco. Os cientistas prepararam duas novas quinoxalinas que continham entidades portadoras de enxofre adicionais chamadas tiofenos. A ideia era que os níveis de energia das estruturas contendo tiofeno correspondiam aos da camada de perovskita e permitiam a extração de orifícios eficiente.

p Em uma das quinoxalinas, os tiofenos eram capazes de girar mais ou menos livremente, enquanto no outro, os tiofenos estavam fundidos e não podiam girar. Ambas as quinoxalinas se formaram finas, filmes cristalinos, que eram bons extratores de buraco, mas apenas aqueles com os anéis de tiofeno fundidos também formaram camadas cristalinas bem empilhadas.

p Os cientistas observaram mais de 21% de eficiência de conversão de energia para células solares de perovskita contendo o novo material de transporte de buraco. Estas células superaram as células de referência contendo o spiro-OMeTAD dopado.

p Os autores também descobriram que os dispositivos feitos com o novo material eram mais duráveis ​​do que aqueles contendo os materiais de referência dopados. Os dispositivos livres de dopante "mantiveram uma aparência escura e brilhante uniforme em 30 dias, "os cientistas escreveram, enquanto os dispositivos contendo spiro-OMeTAD dopados "aparentemente desbotaram".

p As células solares de perovskita contendo quinoxalina também resistiam ao ar úmido, enquanto o desempenho das células de referência diminuiu rapidamente. Os pesquisadores concluíram que o novo material não só permite, extração e transporte de furos, mas também protege a célula solar à base de perovskita da umidade.