Adicionar tiocianato de guanidínio a perovskitas de estanho-chumbo para melhorar a eficiência da célula solar
p Crédito CC0:domínio público
p Uma equipe de pesquisadores afiliados a várias instituições nos EUA encontrou uma maneira de melhorar a eficiência das células solares à base de perovskita - adicionando tiocianato de guanidínio à mistura. Em seu artigo publicado na revista
Ciência , o grupo descreve seu trabalho com células solares baseadas em perovskita e como elas funcionaram bem. p Durante a maior parte de sua história, o silício tem sido o material de escolha na fabricação de células solares - nenhum outro material era tão eficiente ou poderia produzir por tanto tempo. Mas nos últimos anos, os químicos têm trabalhado com diferentes materiais que se aproximam. Um desses materiais promissores é a perovskita cristalina. Geralmente é feito de chumbo, bromo, iodo e outros elementos. Atualmente, as células solares feitas com perovskita têm duas vantagens sobre as células de silício tradicionais. Eles são mais baratos de fazer e são melhores na absorção de fótons azuis de alta energia. O segundo recurso levou os fabricantes de células solares a casar os dois tipos de células para criar células tandem de silício / perovskita, proporcionando os melhores benefícios de ambos. Mas os fabricantes de células solares ainda acreditam que, eventualmente, células baseadas em perovskita podem substituir células de silício inteiramente em algum ponto, resultando na redução dos custos de produção. Neste novo esforço, os pesquisadores afirmam ter encontrado uma maneira de chegar perto.
p Pesquisas anteriores haviam mostrado que adicionar estanho à mistura ao fazer perovskitas resultou em torná-los mais eficientes - quase tão eficientes quanto as células à base de silício. Mas o estanho se degradou quando exposto ao oxigênio. Para evitar que isso aconteça, a equipe nos EUA também adicionou tiocianato de guanidínio à mistura. É um composto orgânico que reveste outros materiais - neste caso, o estanho na mistura de perovskita. Os pesquisadores descobriram que isso evitou que o estanho se degradasse. Testar a perovskita resultante mostrou que ela era aproximadamente 20% eficiente. Quando a equipe o combinou com uma célula de perovskita tradicional projetada para absorver fótons de alta energia - formando um tandem totalmente de perovskita - eles viram eficiências de 25 por cento. Isso está perto dos 28% vistos com tandens de perovskita de silício.
p Comparação das características do dispositivo. (A) Curvas típicas de densidade-tensão de fotocorrente (J-V) (inserção mostrando as saídas de energia estáveis) e (B) comparação estatística dos parâmetros J-V de PSCs de baixo bandgap preparados usando 7% de aditivo GuaSCN ou sem usar o aditivo GuaSCN (controle, 0% GuaSCN). O valor médio, valores máximo / mínimo, e 25% a 75% da região dos dados são representados pelo círculo, barras superior / inferior, e retângulo, respectivamente. (C) Eficiência quântica externa dos dois dispositivos mostrados em (A) com a densidade de corrente integrada indicada. Crédito: Ciência (2019). DOI:10.1126 / science.aav7911
p Os pesquisadores observam que acreditam que podem aumentar mais a eficiência, talvez atingindo níveis tandem de silício / perovskita, mas reconhecem que eles ainda têm outros problemas para lidar antes que tais células se tornem viáveis - mais proeminentemente, fazendo com que durem o suficiente para uso comercial. p © 2019 Science X Network