p A pesquisa sobre o uso de materiais perovskita como células solares cresceu muito nos últimos anos, seguindo relatórios de alta eficiência de conversão de energia, que continuaram a subir. Nova pesquisa publicada na revista Materiais Hoje revela como melhorar a vida útil dessas células solares. p Apesar do intenso interesse nos materiais para aplicações de energia solar, "melhorar a estabilidade das células solares de perovskita é uma tarefa desafiadora, "explica o Dr. Chang Kook Hong, autor correspondente, da Chonnam National University na Coreia do Sul.

p Perovskita é o termo geral para qualquer mineral que tenha a mesma estrutura cristalina de uma forma particular de óxido de cálcio e titânio, descoberto pela primeira vez nos Montes Urais da Rússia em 1839 e nomeado em homenagem ao mineralogista russo L. A. Perovski. A estrutura única das perovskitas pode ser ajustada para propriedades particulares, alterando os vários cátions e ânions dos quais são formados. Fundamentalmente, a estrutura tem a fórmula química geral ABX3 onde o 'A' e o 'B' representam íons metálicos carregados positivamente, cátions, que são muito diferentes em tamanho, e o 'X' é um ânion com carga negativa que se liga a ambos os cátions metálicos, ligando-os no cristal.

p As perovskitas podem ser sintetizadas em laboratório a baixo custo e formadas em filmes finos que podem ser incorporados às células solares. Os cátions não precisam ser íons de metal, mas pode ser qualquer íon carregado positivamente, como o íon amônio ou um íon orgânico; desde que A e B sejam de tamanhos diferentes e um íon negativo adequado seja usado, eles darão a estrutura perovskita.

p Dr. Hong e colegas desenvolveram um método conhecido como co-precipitação para fazer um filme fino compreendendo óxido de níquel nanoporoso como a camada de transporte de orifícios (HTL) para uma célula solar de perovskita que usa a composição única de FAPbI3 e / ou MAPbBr3 como a camada de perovskita . Os buracos são o equivalente positivo dos elétrons negativos nas discussões sobre eletroquímica. FAPbI3 é iodeto de chumbo de formamidínio e MAPbBr3 é brometo de chumbo de metilamônio. Além disso, eles usaram um composto de nanopartículas de óxido de zinco inorgânico estável ao ar como o ETL (camada de transporte de elétrons) para proteger a camada de perovskita do ar.

p "Otimizamos com sucesso as camadas de proteção HTL e ETL baseadas em óxido de metal para um absorvedor de perovskita altamente eficiente por um método simples que pode tornar a energia fotovoltaica estável ao ar, "explica o co-autor Dr. Sawanta Mali." Nosso objetivo principal é resolver o problema do tedioso processo de fabricação de aditivos dopados convencionais, muito caro, HTLs instáveis, substituindo os de baixo custo, óxidos metálicos inorgânicos estáveis ​​ao ar do tipo p e n, "Dr. Mali acrescentou.

p Testes preliminares da proeza de seu dispositivo usando a arquitetura de dispositivo dessas perovskitas revelaram uma eficiência de conversão de energia de 19,10 por cento (± 1 por cento). A densidade de corrente do dispositivo era de quase 23 miliamperes por centímetro quadrado e podia gerar 1,076 volts. Mais importante, o dispositivo poderia sustentar quatro quintos desse nível de eficiência em uso por cerca de cinco meses.

p A equipe sugere que sua abordagem pode abrir caminho para células solares de perovskita altamente eficientes e estáveis ​​ao ar. “Essa técnica se limita à escala de laboratório, no entanto, a fabricação em grande escala também deve ser possível com esta arquitetura de dispositivo, "disse o Dr. Hong.