p Cientistas e colegas de materiais da UCLA descobriram que os perovskitas, uma classe de materiais promissores que poderiam ser usados ​​de baixo custo, células solares e LEDs de alto desempenho, têm um componente molecular anteriormente não utilizado que pode ajustar ainda mais a propriedade eletrônica dos perovskitas. p Nomeado após o mineralogista russo Lev Perovski, materiais perovskita têm uma estrutura de rede cristalina de moléculas inorgânicas como a da cerâmica, junto com moléculas orgânicas que estão totalmente entrelaçadas. Até agora, essas moléculas orgânicas pareciam servir apenas a uma função estrutural e não podiam contribuir diretamente para o desempenho eletrônico dos perovskitas.

p Liderado pela UCLA, um novo estudo mostra que quando as moléculas orgânicas são projetadas corretamente, eles não só podem manter a estrutura de rede cristalina, mas também contribuem para as propriedades eletrônicas dos materiais. Esta descoberta abre novas possibilidades para melhorar o design de materiais que levarão a melhores células solares e LEDs. O estudo que detalha a pesquisa foi publicado recentemente em Ciência .

p "É como encontrar um cachorro velho que pode pregar novas peças, "disse Yang Yang, Carol e Lawrence E. Tannas Jr. Professor de Engenharia na Escola de Engenharia da UCLA Samueli, quem é o investigador principal da pesquisa. "Na ciência dos materiais, olhamos para a estrutura atômica de um material para desempenho eficiente. Nossos pós-doutorandos e alunos de pós-graduação não consideravam nada garantido e se aprofundaram para encontrar um novo caminho. "

p A fim de fazer um material de perovskita de melhor desempenho, os pesquisadores incorporaram uma molécula orgânica especialmente projetada, um amônio orgânico contendo pireno. Em seu exterior, a molécula de amônio carregada positivamente conectada a moléculas de pireno - um anel quádruplo de átomos de carbono. Este projeto molecular ofereceu sintonização eletrônica adicional de perovskitas.

p "A propriedade única das perovskitas é que elas têm a vantagem de semicondutores inorgânicos de alto desempenho, bem como processabilidade fácil e de baixo custo de polímeros, "disse o co-autor do estudo, Rui Wang, um bolsista de pós-doutorado da UCLA em ciência e engenharia de materiais. "Este material de perovskita aprimorado recentemente oferece oportunidades para conceitos de design aprimorados com melhor eficiência."

p Para demonstrar a eficácia adicional dos perovskitas, a equipe construiu um protótipo de célula fotovoltaica (PV) com os materiais, e então testei sob luz contínua por 2, 000 horas. A nova célula continuou a converter luz em energia com 85% de sua eficiência original. Isso contrasta com uma célula PV feita dos mesmos materiais, mas sem a molécula orgânica alterada adicionada, que reteve apenas 60% de sua eficiência original.