p Pesquisadores da Universidade de Toronto, a King Abdullah University of Science &Technology (KAUST) e a Pennsylvania State University (Penn State) criaram a célula solar mais eficiente já feita com base em quatum-pontos colodiais (CQD). A descoberta é relatada na última edição da Materiais da Natureza . p Os pontos quânticos são semicondutores em nanoescala que capturam a luz e a convertem em uma fonte de energia. Por causa de sua pequena escala, os pontos podem ser pulverizados em superfícies flexíveis, incluindo plásticos. Isso permite a produção de células solares de produção mais econômica e mais duráveis ​​do que a versão mais amplamente conhecida à base de silício. No trabalho destacado pelo Materiais da Natureza artigo intitulado "Collodial-quantum-dot photovoltaics using atomic-ligand passivation, "os pesquisadores demonstram como os invólucros que encapsulam os pontos quânticos podem ser reduzidos a uma mera camada de átomos.

p "Descobrimos como reduzir os materiais de passivação ao menor tamanho imaginável, "afirma o professor Ted Sargent, autor correspondente no trabalho e titular da Cátedra de Pesquisa do Canadá em Nanotecnologia na U of T.

p Um desafio crucial para o campo é encontrar um equilíbrio entre conveniência e desempenho. O design ideal é aquele que embala os pontos quânticos juntos. Quanto maior a distância entre os pontos quânticos, quanto menor a eficiência.

p No entanto, os pontos quânticos são geralmente cobertos com moléculas orgânicas que somam um nanômetro ou dois. Ao trabalhar em nanoescala, isso é volumoso. No entanto, as moléculas orgânicas têm sido um ingrediente importante na criação de um colóide, que é uma substância que está dispersa em outra substância. Isso permite que os pontos quânticos sejam pintados em outras superfícies.

p Para resolver o problema, os pesquisadores se voltaram para ligantes inorgânicos, que unem os pontos quânticos enquanto usam menos espaço. O resultado são as mesmas características do colóide, mas sem as moléculas orgânicas volumosas.

p "Envolvemos uma única camada de átomos em torno de cada partícula. Como resultado, eles empacotaram os pontos quânticos em um sólido muito denso, "explica o Dr. Jiang Tang, o primeiro autor do artigo que conduziu a pesquisa enquanto era pós-doutorado no Departamento de Engenharia Elétrica e de Computação Edward S. Rogers na Universidade de T.

p A equipe mostrou as maiores correntes elétricas, e a maior eficiência geral de conversão de energia, já visto em células solares CQD. Os resultados de desempenho foram certificados por um laboratório externo, Newport, que é credenciado pelo Laboratório Nacional de Energia Renovável dos EUA.

p "A equipe provou que fomos capazes de remover armadilhas de carga - locais onde os elétrons ficam presos - enquanto ainda compactamos os pontos quânticos juntos, "diz o professor John Asbury da Penn State, um co-autor do trabalho.

p A combinação de empacotamento próximo e eliminação de armadilha de carga permitiu que os elétrons se movessem rápida e suavemente através das células solares, proporcionando assim eficiência de registro.

p "Esta descoberta prova o poder dos ligantes inorgânicos na construção de dispositivos práticos, "afirma o professor Dmitri Talapin, da Universidade de Chicago, que é um líder de pesquisa na área. "Esta nova química de superfície fornece o caminho para células solares de pontos quânticos eficientes e estáveis. Ela também deve impactar outros dispositivos eletrônicos e optoeletrônicos que utilizam nanocristais coloidais. As vantagens da abordagem totalmente inorgânica incluem transporte eletrônico amplamente melhorado e um caminho para estabilidade de prazo. "

p "Na KAUST, pudemos visualizar, com resolução incrível na escala de comprimento sub-nanométrica, a estrutura e composição desta notável nova classe de materiais, "afirma o professor Aram Amassian da KAUST, um co-autor do trabalho.

p "Provamos que os passivantes inorgânicos estavam fortemente correlacionados com a localização dos pontos quânticos; e que era esta nova abordagem para a passivação química, em vez de ordenação de nanocristais, que levou a este desempenho recorde de célula solar de ponto quântico coloidal, " ele adiciona.

p Como resultado do potencial desta descoberta de pesquisa, um acordo de licenciamento de tecnologia foi assinado pela U of T e KAUST, intermediado pela MaRS Innovations (MI), que permitirá a comercialização global desta nova tecnologia.

p "O mundo - e o mercado - precisam de inovações solares que quebrem o compromisso existente entre desempenho e custo. Por meio da U of T, MI's, e a parceria da KAUST, estamos preparados para traduzir pesquisas empolgantes em inovações tangíveis que podem ser comercializadas, "disse Sargent.