p Novas pesquisas podem levar ao design de novos materiais para ajudar a melhorar o desempenho das células solares de perovskita (PSCs). p As células solares de perovskita são uma tecnologia fotovoltaica emergente que tem visto um aumento notável na eficiência de conversão de energia para mais de 20 por cento.

p Contudo, O desempenho do PSC é afetado porque o material de perovskita contém defeitos de íons que podem se mover ao longo de um dia de trabalho. À medida que esses defeitos se movem, eles afetam o ambiente elétrico interno da célula.

p O material Perovskite é responsável por absorver luz para criar carga eletrônica, e também para ajudar a extrair a carga para um circuito externo antes que ela seja perdida em um processo chamado 'recombinação'.

p A maioria das recombinações prejudiciais pode ocorrer em diferentes locais dentro da célula solar. Em alguns projetos, ocorre predominantemente dentro da perovskita, enquanto em outros, ocorre nas bordas da perovskita, onde entra em contato com os materiais adjacentes conhecidos como camadas de transporte.

p Pesquisadores das Universidades de Portsmouth, Southampton e Bath desenvolveram agora uma maneira de ajustar as propriedades das camadas de transporte para estimular os defeitos iônicos dentro da perovskita a se moverem de forma que suprimam a recombinação e levem a uma extração de carga mais eficiente - aumentando a proporção da queda de energia da luz na superfície da célula que pode ser usada.

p Dr. Jamie Foster, da University of Portsmouth, quem estava envolvido no estudo, disse:"O design cuidadoso da célula pode manipular os defeitos iônicos para mover para regiões onde eles aumentam a extração de carga eletrônica, aumentando assim o poder útil que uma célula pode fornecer. "

p O estudo, publicado em Energia e Ciência Ambiental , mostraram que o desempenho dos PSCs é fortemente dependente da permissividade (a medida da capacidade de um material para armazenar um campo elétrico) e da densidade de dopagem efetiva das camadas de transporte.

p Dr. Foster disse:"Entender como e quais propriedades da camada de transporte afetam o desempenho da célula é vital para informar o projeto de arquiteturas de células a fim de obter o máximo de energia e, ao mesmo tempo, minimizar a degradação.

p "Descobrimos que o movimento de íons desempenha um papel significativo no desempenho do dispositivo em estado estacionário, através do acúmulo resultante de carga iônica e dobra de banda em camadas estreitas adjacentes às interfaces entre a perovskita e as camadas de transporte. A distribuição do potencial elétrico é a chave para determinar o comportamento transitório e estável de uma célula.

p "Além disso, sugerimos que a densidade de dopagem e / ou permissividades de cada camada de transporte podem ser ajustadas para reduzir as perdas devido à recombinação interfacial. Uma vez que esta e a transportadora de carga limitante de taxa tenham sido identificadas, nosso trabalho fornece uma ferramenta sistemática para ajustar as propriedades da camada de transporte para melhorar o desempenho. "

p Os pesquisadores também sugerem que PSCs feitos usando camadas de transporte com baixa permissividade e dopagem são mais estáveis, do que aqueles com alta permissividade e dopagem. Isso ocorre porque tais células apresentam acúmulo reduzido de vacância de íons dentro das camadas de perovskita, que tem sido associada à degradação química nas bordas da camada de perovskita.