p (Phys.org) —Os motoristas que já notaram um resíduo no pára-brisa depois de passar por uma lavagem de carro irão simpatizar com a dor do nanocientista Seth Darling. p Darling e seus colegas do Laboratório Nacional de Argonne do Departamento de Energia dos EUA trabalharam durante anos para desenvolver um novo tipo de célula solar conhecida como fotovoltaica orgânica (OPVs). Devido ao seu potencial para reduzir custos de fabricação e materiais, As OPVs podem ser muito mais baratas de fabricar do que as células solares convencionais e também ter um impacto ambiental menor.

p A principal desvantagem dos OPVs, Contudo, é que eles não são tão eficientes quanto as células solares convencionais. Em um novo estudo, Darling e seus colegas do Centro de Materiais em Nanoescala e Fonte Avançada de Fótons (APS) da Argonne foram capazes de detectar pela primeira vez um fator importante que contribui para essa limitação:vestígios de resíduos de material catalisador que sobraram do processo de desenvolvimento impedem que as OPVs convertam o quantidade máxima de luz solar para eletricidade.

p "Cientistas perceberam recentemente que as impurezas podem causar problemas nesses materiais nanoestruturados, mas até agora, não tínhamos como ver que as impurezas estavam lá, "Querida disse.

p Embora muitas técnicas utilizadas anteriormente não tivessem a capacidade de identificar a presença de um catalisador remanescente, Os físicos de Argonne, Barry Lai e Jörg Maser, conseguiram obter uma imagem clara das impurezas usando uma técnica chamada fluorescência de raios-X, que envolve raios X de alta intensidade do APS.

p As impurezas residuais impedem o desempenho da célula solar porque tendem a "prender" as cargas elétricas que a célula solar gera após ser atingida por um fóton. Os átomos de metal envolvidos no processo de desenvolvimento - especificamente paládio - causam o efeito de aprisionamento.

p A próxima etapa da pesquisa envolve procurar maneiras de remediar ou prevenir a armadilha, mas enquanto isso, Químicos e fabricantes de materiais orgânicos para células solares já começaram a observar e prestar atenção à quantidade de catalisador residual deixada em seus produtos.

p De acordo com Darling, pesquisadores já sabiam há algum tempo de um problema análogo em dispositivos orgânicos emissores de luz, que funcionam no princípio inverso das células solares - em vez de converter luz em eletricidade, eles convertem eletricidade em luz. "Na verdade, é um pouco surpreendente que os cientistas não tenham reconhecido que esse problema também poderia ocorrer em células solares até recentemente, "Querida disse.

p Os resultados da pesquisa são publicados em um artigo intitulado "Detecção e papel de traços de impurezas em células solares orgânicas de alto desempenho" na edição de maio de 2013 da Energia e Ciência Ambiental .