As células solares de perovskita (PSCs) têm atraído atenção significativa devido às suas excepcionais eficiências de conversão de energia (PCEs) e processos de fabricação de baixo custo. Vários fatores contribuem para a alta eficiência das unidades de atendimento:

1. Bandgap ideal: Os materiais de perovskita possuem um bandgap ajustável, que permite a absorção eficiente da luz solar. O bandgap das perovskitas pode ser controlado com precisão alterando a composição do material, permitindo a otimização da absorção de luz para diferentes partes do espectro solar. Essa sintonia permite que os PSCs alcancem alta eficiência na coleta de luz.

2. Alto Coeficiente de Absorção: Os materiais perovskita possuem um alto coeficiente de absorção, o que significa que podem capturar e converter efetivamente luz em energia elétrica. A forte absorção é atribuída à natureza direta do bandgap das perovskitas, onde a transição dos elétrons da banda de valência para a banda de condução ocorre diretamente, sem envolver quaisquer estados intermediários. Este alto coeficiente de absorção contribui para a geração eficiente de carga dentro da camada de perovskita.

3. Longos comprimentos de difusão de portadora: Os materiais perovskita exibem longos comprimentos de difusão de transportadores, o que é crucial para o transporte e coleta eficiente de carga. Os longos comprimentos de difusão permitem que portadores de carga fotogerados (elétrons e buracos) viajem por distâncias maiores antes de se recombinarem, aumentando a probabilidade de alcançar os eletrodos coletores de carga. Isso leva à redução das perdas de recombinação e ao aumento da eficiência de coleta do portador de carga.

4. Baixa densidade de defeitos: Os materiais perovskita podem ser processados ​​em filmes finos de alta qualidade com baixas densidades de defeitos. Defeitos na camada de perovskita podem atuar como centros de recombinação, reduzindo a eficiência da célula solar. A baixa densidade de defeitos nos PSCs minimiza os caminhos de recombinação não radiativos, permitindo maior vida útil dos portadores de carga e melhor desempenho do dispositivo.

5. Transporte de carga balanceado: Os materiais perovskita exibem propriedades de transporte de carga equilibradas, o que significa que tanto os elétrons quanto os buracos podem se mover livremente dentro do material. Este transporte equilibrado garante que os portadores de carga gerados possam ser transportados de forma eficiente para os seus respectivos eletrodos, sem perdas significativas devido à recombinação de carga.

6. Engenharia de Interface: As células solares de perovskita envolvem uma engenharia cuidadosa das interfaces entre as diferentes camadas (perovskita, camadas de transporte de carga, eletrodos) para minimizar as perdas de energia e melhorar a extração de carga. Ao otimizar as interfaces, pode-se obter injeção de carga eficiente, extração e recombinação reduzida, melhorando ainda mais a eficiência do dispositivo.

Ao combinar esses fatores, as células solares de perovskita podem alcançar altas eficiências de conversão de energia e oferecer potencial para dispositivos fotovoltaicos de baixo custo e alto desempenho. No entanto, vale a pena notar que as unidades de atendimento ainda enfrentam desafios relacionados com a estabilidade e o desempenho a longo prazo, que estão a ser ativamente abordados através de investigação contínua e de avanços tecnológicos.