p Pesquisadores da Universidade de Toronto e da Universidade King Abdullah de Ciência e Tecnologia (KAUST) fizeram um grande avanço no desenvolvimento de filmes de pontos quânticos coloidais (CQD), levando à célula solar CQD mais eficiente de todos os tempos. Seu trabalho é apresentado em uma carta publicada em Nature Nanotechnology. p Os pesquisadores, liderado pelo professor de engenharia da U of T Ted Sargent, criou uma célula solar com materiais baratos que foi certificada com uma eficiência recorde mundial de 7,0%.

p "Anteriormente, células solares de pontos quânticos foram limitadas pelas grandes áreas de superfície interna das nanopartículas no filme, o que dificultou a extração de eletricidade, "disse a Dra. Susanna Thon, um co-autor principal do artigo. "Nosso avanço foi usar uma combinação de química orgânica e inorgânica para cobrir completamente todas as superfícies expostas."

p Os pontos quânticos são semicondutores com apenas alguns nanômetros de tamanho e podem ser usados ​​para coletar eletricidade de todo o espectro solar - incluindo comprimentos de onda visíveis e invisíveis. Ao contrário das técnicas atuais de crescimento lento e caro de semicondutores, Os filmes CQD podem ser criados rapidamente e com baixo custo, semelhante à pintura ou tinta. Essa pesquisa abre caminho para células solares que podem ser fabricadas em substratos flexíveis da mesma forma que jornais são impressos rapidamente em grandes quantidades.

p O U da célula T representa um aumento de 37% na eficiência em relação ao registro certificado anterior. Para melhorar a eficiência, os pesquisadores precisavam de uma maneira de reduzir o número de "armadilhas" para elétrons associados à baixa qualidade da superfície e, ao mesmo tempo, garantir que seus filmes fossem muito densos para absorver o máximo de luz possível. A solução foi o chamado esquema de "passivação híbrida".

p "Ao introduzir pequenos átomos de cloro imediatamente após a síntese dos pontos, somos capazes de remendar os cantos e fendas anteriormente inacessíveis que levam a armadilhas de elétrons, "explicou o aluno de doutorado e co-autor principal Alex Ip." Seguimos isso usando ligantes orgânicos curtos para ligar os pontos quânticos no filme. "

p O trabalho liderado pelo Professor Aram Amassian da KAUST mostrou que a troca de ligantes orgânicos era necessária para obter o filme mais denso.

p "O grupo KAUST usou métodos síncrotron de última geração com resolução sub-nanométrica para discernir a estrutura dos filmes e provar que o método de passivação híbrido levou aos filmes mais densos com as nanopartículas mais próximas, "afirmou o Professor Amassian.

p O avanço abre muitos caminhos para novas pesquisas e melhoria da eficiência dos dispositivos, que pode contribuir para um futuro brilhante com energia solar de baixo custo.

p De acordo com o professor Sargent, "Nosso mundo precisa urgentemente de inovação, maneiras econômicas de converter a energia abundante do sol em eletricidade utilizável. Este trabalho mostra que as interfaces de materiais abundantes dentro de pontos quânticos coloidais podem ser dominadas de maneira robusta, provando que baixo custo e eficiências de melhoria constante podem ser combinados. "