Weihua Ning (à esquerda) e Feng Gao (à direita) estão discutindo seus dispositivos sem chumbo. Crédito:Thor Balkhed
Os pesquisadores deram um passo em direção à fabricação de células solares a partir de perovskitas sem chumbo. Filmes de alta qualidade baseados em perovskitas duplas, que mostram propriedades fotovoltaicas promissoras, foram desenvolvidos em colaboração entre a Linköping University, Suécia, e a Universidade Tecnológica de Nanyang em Cingapura.
Grupos de pesquisa em todo o mundo estão buscando o potencial das perovskitas como um dos materiais mais promissores para o desenvolvimento de produtos baratos, células solares ecologicamente corretas e eficientes. Em apenas alguns anos, a eficiência de conversão de energia aumentou de alguns por cento para mais de 22 por cento. As perovskitas atualmente disponíveis para uso em células solares, Contudo, conter chumbo, e Feng Gao, conferencista sênior na LiU, foi nomeado no outono de 2017 como Wallenberg Academy Fellow para desenvolver perovskitas duplas sem chumbo, em que um metal monovalente e um metal trivalente substituem o chumbo divalente.
No laboratório da Divisão de Eletrônica Biomolecular e Orgânica, LiU, os pesquisadores de pós-doutorado Weihua Ning e Feng Wang fabricaram com sucesso filmes finos de camada única de cristais densamente compactados de perovskitas duplas. Os filmes são de altíssima qualidade e podem ser usados como camada ativa em células solares, em que a luz solar é absorvida e os portadores de carga são criados.
"Nossos colegas da Universidade Tecnológica de Nanyang em Cingapura mostraram que os portadores de carga demonstram longos comprimentos de difusão no material, que é necessário se o material deve ser apropriado para aplicação em células solares, "diz Feng Gao.
A eficiência de conversão de energia das células solares ainda é baixa - apenas cerca de 1% da energia da luz solar é convertida em eletricidade - mas nem Feng Gao nem Weihua Ning estão preocupados. "Demos o primeiro grande passo e desenvolvemos um método para fabricar a camada ativa. Temos várias boas idéias de como proceder para aumentar a eficiência em um futuro próximo, "diz Feng Gao.
As células solares de perovskita dupla sem chumbo (amarelo, na frente) em comparação com o dispositivo baseado em chumbo (escuro, no fundo). A próxima etapa é ajustar a cor das perovskitas duplas para o escuro, para que possam absorver mais luz para células solares eficientes. Crédito:Thor Balkhed
Os pesquisadores calcularam que mais de 4, 000 combinações diferentes de materiais podem formar perovskitas duplas. Eles também usarão cálculos teóricos para identificar as combinações mais adequadas para uso em células solares. Esse avanço para a pesquisa em perovskitas duplas também é resultado do doutorado conjunto. programa em Materiais e nanociência / tecnologia na Linköping University e na Nanyang Technological University.
"Esta publicação é um desdobramento das discussões em relação ao programa de doutorado conjunto entre a NTU-LiU. Dois alunos de doutorado, um de cada lado, foram recrutados para trabalhar neste projeto. Este é um excelente começo para o programa, "diz o professor Tze Chien Sum da NTU.
"Nós nos complementamos muito bem, o grupo liderado pelo professor Sum em NTU são especialistas em fotofísica e nós somos especialistas em ciência de materiais e física de dispositivos, "diz Feng Gao.
Três resultados são publicados em Materiais avançados .
