p (PhysOrg.com) - A fabricação de dispositivos fotovoltaicos - aqueles que convertem a luz do sol em eletricidade - a partir de materiais orgânicos tem várias vantagens em relação ao uso de materiais não orgânicos, como flexibilidade e boa absorção de luz. Contudo, a comercialização generalizada de dispositivos fotovoltaicos orgânicos permanece limitada devido ao alto custo do doador de elétrons e dos materiais aceitadores usados ​​nesses dispositivos. Em um novo estudo, cientistas resolveram esse problema fabricando pontos quânticos de grafeno luminescente (GQDs) misturados com polímeros orgânicos para uso como aceitadores de elétrons, que poderia oferecer melhor desempenho a um custo menor do que outros materiais orgânicos à base de polímero. p Os pesquisadores, Dr. Vinay Gupta e co-autores do Organic and Hybrid Solar Cell Group no National Physical Laboratory em Nova Delhi, Índia, publicaram seu estudo em uma edição recente da Jornal da American Chemical Society .

p Como os cientistas explicaram, muitos estudos anteriores têm investigado o uso de pontos quânticos como materiais aceitadores de elétrons em fotovoltaicos. Os pontos quânticos têm propriedades benéficas - como sua resposta óptica ajustada por tamanho, geração eficiente de múltiplas portadoras, e baixo custo - que os tornam atraentes para dispositivos fotovoltaicos. Contudo, a maioria dos pontos quânticos que foram estudados anteriormente são compostos de metais tóxicos, como cádmio e chumbo, o que representaria sérios problemas para aplicativos de dispositivos em grande escala.

p Em contraste, os pontos quânticos de 9 nm feitos de grafeno que os cientistas fabricaram aqui não têm a mesma natureza perigosa, no entanto, eles têm propriedades eletrônicas semelhantes. Mais importante, o grafeno tem uma mobilidade de portador de alta carga, o que significa que ele pode transportar rapidamente cargas para os eletrodos, reduzindo as perdas de corrente e melhorando a eficiência da célula solar. Em seus experimentos, os pesquisadores descobriram que os GQDs misturados com um polímero conjugado exibem características significativamente aprimoradas em comparação com as folhas de grafeno misturadas com o mesmo polímero.

p “Este trabalho mostra que os pontos quânticos de grafeno podem ser um bom aceitador e substituir o caro C ₆₀ - aceitantes baseados, ”Gupta disse PhysOrg.com . “Este trabalho tem implicações para células solares baratas e eficientes, bem como diodos emissores de luz orgânicos (OLEDs). As vantagens potenciais são peso leve, flexível, custo-beneficio, fabricação rolo a rolo, processamento de grande área e uso polivalente. ”

p Os cientistas fabricaram células solares fotovoltaicas e OLEDs com o novo material baseado em GQD, demonstrando um bom desempenho geral em ambos os dispositivos. Os resultados mostram que o material pode ser ecologicamente correto e mais estável do que os materiais orgânicos atuais. Os pesquisadores também preveem que o desempenho desses dispositivos pode ser melhorado ainda mais, e planejam fazer experiências com o uso de outros polímeros.

p “No momento, a eficiência é baixa, portanto, estamos trabalhando para aumentar a eficiência das células solares baseadas em GQD, ”Disse Gupta. p Copyright 2011 PhysOrg.com.
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