As células solares orgânicas (OSCs), que fazem uso de materiais orgânicos para converter a luz solar em eletricidade, são um candidato atraente para o futuro fotovoltaico. Isso se deve a várias de suas características desejáveis, como leveza, flexibilidade, maleabilidade e, mais importante, alta eficiência de conversão de energia (PCE). Tais qualidades os tornam ideais para uma ampla gama de aplicações.
Apesar de seu enorme potencial de comercialização, no entanto, há um problema. A maioria dos OSCs é produzida usando uma técnica chamada "spin coating", que permite PCEs altos, mas com baixa escalabilidade. Além disso, os OSCs com eletrodos flexíveis usam óxido de índio e estanho (ITO), o que os torna caros e muito frágeis para a realização de módulos de grande área. Assim, se a promessa comercial dos OSCs for realizada, eles devem superar sua dependência da ITO.

É aqui que entram o Dr. Hongkyu Kang e o Prof. Kwanghee Lee do Instituto Gwangju de Ciência e Tecnologia (GIST) na Coréia. Em seu artigo em Materiais de Energia Avançada eles apresentaram um novo método para criar OSCs usando óxido de zinco (ZnO) que superou os problemas de custo e escalabilidade sem incluir o PCE.

Em particular, esta pesquisa foi o resultado de uma colaboração indústria-universidade, na qual a GIST desenvolveu a tecnologia original pela primeira vez na Coréia e a transferiu para a MSWAY Co., Ltd. a produção de eletrodos baseados em ITO era impraticável. Com a nova tecnologia, espera-se que se estabeleça uma cadeia de valor para a comercialização de OSCs com empresas de construção e equipamentos, fortalecendo o valor da pesquisa conjunta indústria-universidade.

A equipe usou ZnO pulverizado e uma camada de nanopartículas de ZnO obtida através de uma técnica de "revestimento de lâmina" para criar uma bicamada uniforme em um eletrodo de filme de prata ultrafino. "O eletrodo de filme de prata ultrafino com bicamada de ZnO tem a flexibilidade, molhabilidade e alta energia de superfície do ITO, mas não é frágil ou caro. tecnologia celular", diz o Dr. Kang.

Os novos OSCs baseados em bicamada de ZnO demonstraram uma eficiência de 7,67% para uma área de módulo de 528 cm ² , o que o torna o OSC de grande área mais eficiente quando comparado a pesquisas anteriores. Isso ocorreu devido à redução da "recombinação" de portadores de carga em OSCs pelas nanopartículas cristalinas de ZnO que, por sua vez, melhoraram sua tensão de circuito aberto, ou seja, PCE.

A criação desses OSCs sem ITO com uma grande área e a mesma flexibilidade e eficiência dos OSCs baseados em ITO pode ser um divisor de águas para o futuro da tecnologia de células solares. "Nosso método abre portas para o uso comercial desses OSCs, como sua integração em paredes e janelas de edifícios para construir edifícios auto-sustentáveis", diz o Prof. Lee. De fato, a superioridade das OSCs de grandes áreas em termos de potencial comercial e eficiência pode inaugurar uma nova era de geração de energia e nos ajudar na luta contra as mudanças climáticas. + Explorar mais

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