p Os pesquisadores da AMOLF Erik Garnett, Susan Rigter, e colegas são os primeiros a demonstrar irrefutavelmente que existe perovskita amorfa. O material pode aumentar significativamente a eficiência das células solares produzidas a partir da perovskita. A pesquisa está publicada hoje na revista. Materiais Funcionais Avançados . p Perovskita, o novo material altamente promissor para células solares, é naturalmente cristalino; em outras palavras, os átomos se agrupam em um padrão ordenado. A partir de células solares de silício tradicionais, sabemos que a eficiência das células pode ser aumentada se uma parte do material for amorfa, o que significa que os átomos se agrupam aleatoriamente.

p Erik Garnett (AMOLF Nanoscale Solar Cells) foi o primeiro a perceber que a perovskita amorfa poderia cumprir a mesma função. O desafio seguinte foi produzir o material e estudar suas propriedades. Garnett explica por que isso era difícil:"A perovskita consiste em íons. Por natureza, estes se organizam facilmente em uma estrutura de cristal, assim como o sal de mesa, por exemplo. Precisávamos encontrar um truque para evitar a formação desses cristais, e conseguimos fazer exatamente isso. Usando técnicas como difração de raios-X, subsequentemente, também demonstramos que o material é amorfo. Com isso, entregamos a primeira evidência irrefutável de que a perovskita amorfa existe. "

p O vinagre torna a perovskita amorfa

p O truque que Garnett, primeira autora do artigo Susan Rigter, e seus colegas aplicaram está variando a quantidade de acetato de metilamônio, um dos componentes da perovskita. Mais acetato (o ingrediente chave do vinagre) resulta em mais perovskita amorfa, pois dificulta o processo de cristalização e acelera o desaparecimento do solvente. "Ficamos realmente surpresos que pudemos formar perovskita amorfa, então queríamos investigar o mecanismo de formação, "diz Garnett." Demonstramos que, como um estágio intermediário, um complexo é formado na solução que impede a cristalização. Quando subsequentemente aquecemos a solução para evaporar o solvente, o complexo se decompõe tão rapidamente que não há tempo para cristalizar. "

p O método que os pesquisadores desenvolveram para fazer perovskita amorfa é amplamente aplicável. A perovskita mais estudada é o iodeto de chumbo metilamônio, mas a síntese também funciona com outros sais de amônio e com outros halogenetos como o brometo em vez de iodeto. Além disso, constatou-se que a variação desses componentes produziu uma mudança no bandgap, uma propriedade da substância que indica a cor da luz que a célula solar absorve e converte em eletricidade de forma mais eficiente. A capacidade de ajustar o gap amorfo permite que muitos materiais com diferentes bandgaps sejam combinados, levando a células solares mais eficientes.

p Células solares eficientes

p Análogo às células solares de silício, uma camada amorfa de perovskita pode ajudar a melhorar a eficiência, fornecendo uma chamada camada de passivação, diz Garnett. Elétrons são liberados no material como resultado do brilho da luz em uma célula solar. Esses elétrons se movem para a superfície de onde são removidos por meio de contatos eletrônicos. Isso dá origem a uma corrente. Em um cristal, os elétrons podem ficar presos na fronteira do cristal. Em células solares de silício recorde, uma camada passivadora amorfa garante que isso não aconteça, levando a uma maior produção de energia da célula solar. A perovskita amorfa também poderia cumprir essa função, o que aumentaria ainda mais a eficiência das células solares de perovskita. "Medimos a emissão de luz mais forte e com vida mais longa ao usar a perovskita amorfa como camada passivadora, que é uma indicação de uma célula solar com melhor desempenho, "diz Garnett.

p Portanto, a próxima etapa da pesquisa é a produção desse tipo de célula solar, começando com uma camada de perovskita cristalina que é coberta por uma camada de perovskita amorfa. Isso é mais difícil do que produzir apenas perovskita amorfa porque a camada cristalina subjacente fornece um modelo ordenado, tornando mais fácil para os átomos empacotar de uma forma ordenada. "Considero a analogia com o silício o aspecto mais interessante de nossa pesquisa, "diz Garnett." Eu acho que este é um avanço significativo para perovskites com enormes possibilidades. "