À medida que as mudanças climáticas continuam a se apresentar como a ameaça mais urgente que nosso planeta enfrenta, os pesquisadores pressionam para encontrar alternativas eficientes e limpas aos combustíveis fósseis. A principal dessas pesquisas é aproveitar a energia gratuita do sol. Fazer isso de forma eficiente requer conhecimento avançado das qualidades dos materiais usados ​​na construção de células solares.
Em um novo artigo publicado no The European Physical Journal Plus , Maykel Courel do Centro Universitario de los Valles (CUValles), Universidad de Guadalajara, México, e coautores, analisam as limitações do material seleneto de sulfeto de antimônio, que surgiu como um potencial candidato para a fabricação de células solares.

Um semicondutor, o seleneto de sulfeto de antimônio, tem sido intensamente estudado por pesquisadores que trabalham em células solares de filme fino, devido ao fato de que as transições ópticas diretas resultam em um material com alto coeficiente de absorção. A aplicação do material em dispositivos que convertem luz em eletricidade usando materiais semicondutores ainda está em seus primeiros dias.

Atualmente, a eficiência desse material está no máximo em torno de 10%, bem abaixo de 29%, a eficiência máxima esperada para esse tipo de tecnologia.

Os pesquisadores começaram a testar os fatores limitantes que estão afetando essa eficiência, concentrando-se no efeito dos mecanismos de perda em células de seleneto de sulfeto de antimônio usando um modelo analítico.

A equipe descobriu que, para os parâmetros típicos escolhidos para suas simulações, a recombinação elétron-buraco em um substrato — conhecida como recombinação em massa — e a recombinação de interface que acontece quando dois bandgaps semicondutores têm uma forma escalonada, são os principais problemas que degradam o desempenho do dispositivo.

Eles sugerem que os cientistas de materiais que trabalham na redução de defeitos na interface ou defeitos a granel em dispositivos de seleneto de sulfeto de antimônio não seriam capazes de obter eficiências superiores a 10%. Por outro lado, com uma vida útil da portadora superior a 100 nanossegundos com uma velocidade de recombinação inferior a 1 centímetro por segundo, a eficiência dessa tecnologia pode chegar a 14%. + Explorar mais

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