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  • Célula solar recorde anunciada por equipe de pesquisa multinacional
    p Esquerda:Pontos quânticos cobertos com ligantes orgânicos. Moléculas orgânicas volumosas (amarelas e azuis) levaram a um desempenho inferior. À direita:pontos quânticos cobertos com os novos ligantes inorgânicos relatados no trabalho. Reduzir o volume ajudou a tirar os elétrons, levando a um desempenho recorde. Crédito:Sargent Lab, Universidade de Toronto. Crédito:Sargent Lab, Universidade de Toronto

    p A célula solar de ponto quântico coloidal mais eficiente já criada será descrita em um artigo científico a ser publicado na edição impressa da revista. Materiais da Natureza por uma equipe de cientistas que inclui John Asbury, professor assistente de química na Penn State University. Outros membros da equipe de pesquisa estão na Universidade de Toronto (U of T) no Canadá e na Universidade King Abdullah de Ciência e Tecnologia (KAUST) na Arábia Saudita. A revista também publicará a conquista da equipe em seu site de Publicação Online Avançada. p "Descobrimos como reduzir os invólucros que encapsulam os pontos quânticos até o menor tamanho imaginável - uma mera camada de átomos, "disse o professor Ted Sargent da U of T, o autor correspondente no trabalho e titular da Cátedra de Pesquisa do Canadá em Nanotecnologia. Os pontos quânticos são semicondutores em nanoescala que capturam a luz e a convertem em energia elétrica. Por causa de seu tamanho pequeno, os pontos podem ser pulverizados em superfícies flexíveis, incluindo plásticos, permitindo a produção de células solares que são mais baratas do que a versão existente à base de silício.

    p Mas um desafio crucial para o campo é melhorar sua eficiência. O design ideal para maior eficiência é aquele que agrupa os pontos quânticos. Até agora, os pontos quânticos foram cobertos com moléculas orgânicas que separam as nanopartículas por um nanômetro - tornando-as muito volumosas para uma eficiência ideal. Para resolver o problema, a equipe de pesquisa voltou-se para ligantes inorgânicos, átomos de tamanho sub nanométrico que se ligam às superfícies dos pontos quânticos e ocupam menos espaço.

    p A mais alta eficiência de conversão de energia em uma célula solar coloidal quantum dot (CQD) foi alcançada usando ligantes inorgânicos. Crédito:John Asbury lab, Penn State University.

    p "Os ligantes inorgânicos formam a menor camada possível que pode ser envolvida em pontos quânticos, Asbury, da Penn State, explica:"É a espessura da camada que permite que os pontos quânticos se compactem de forma tão próxima que os elétrons possam fluir suavemente através do material para fazer fotocorrente."

    p Os pontos quânticos coloidais examinados por Asbury e os membros de sua equipe produziram as correntes elétricas mais altas, e a maior eficiência geral de conversão de energia, já visto em células solares de pontos quânticos coloidais (CQD). Esses resultados de desempenho foram certificados por um laboratório externo, Newport, que é credenciado pelo Laboratório Nacional de Energia Renovável dos EUA.

    p Fotografia de um conjunto de dezesseis dispositivos de pontos quânticos coloidais inorgânicos relatados no artigo. Crédito:Sargent Lab, Universidade de Toronto.

    p "Testes extensivos confirmaram que fomos capazes de remover armadilhas de carga - locais onde os elétrons ficam presos - enquanto ainda empacotamos os pontos quânticos juntos, "Disse Asbury. A combinação de compactação e eliminação de armadilha de carga permitiu que níveis sem precedentes de fotocorrente fluíssem através das células solares, proporcionando assim eficiência de registro.

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


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