p Pesquisadores do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Ulsan (UNIST) demonstraram células solares de polímero de alto desempenho (PSCs) com eficiência de conversão de energia (PCE) de 8,92%, que é o valor mais alto relatado até agora para PSCs plasmônicos usando nanopartículas de metal (NPs) . p Uma célula solar de polímero é um tipo de célula solar de película fina feita com polímeros que produzem eletricidade a partir da luz solar pelo efeito fotovoltaico. A maioria das células solares comerciais atuais é feita de um cristal de silício altamente purificado. O alto custo dessas células solares de silício e seu complexo processo de produção tem gerado interesse no desenvolvimento de tecnologias fotovoltaicas alternativas.

p Em comparação com dispositivos baseados em silício, PSCs são leves (o que é importante para pequenos sensores autônomos), capacidade de processamento da solução (potencialmente descartável), barato de fabricar (às vezes usando eletrônicos impressos), flexível, e personalizável no nível molecular, e têm menor potencial de impacto ambiental negativo. As células solares de polímero têm atraído muito interesse devido a essas muitas vantagens.

p Apesar de todas essas vantagens, As PSCs atualmente sofrem com a falta de eficiência suficiente para aplicações em grande escala e problemas de estabilidade, mas sua promessa de produção extremamente barata e, eventualmente, altos valores de eficiência os tornou um dos campos mais populares na pesquisa de células solares.

p Para maximizar o PCE, a absorção de luz na camada ativa deve ser aumentada usando filmes de heterojunção em massa espessa (BHJ). Contudo, a espessura da camada ativa é limitada pelas baixas mobilidades de portadores de materiais BHJ. Portanto, é necessário encontrar maneiras de minimizar a espessura dos filmes BHJ enquanto maximiza a capacidade de absorção de luz na camada ativa.

p A equipe de pesquisa empregou o efeito de ressonância plasmônica de superfície (SPR) por meio de NPs de prata revestidos de sílica multi-posicionais (Ag @ SiO2) para aumentar a absorção de luz. O invólucro de sílica em Ag @ SiO2 preserva o efeito SPR dos Ag NPs, evitando a oxidação do núcleo de Ag sob as condições ambientais e também elimina a preocupação com a extinção de exciton, evitando o contato direto entre os núcleos de Ag e a camada ativa. A propriedade multi-posicional refere-se à capacidade de Ag @ SiO2 NPs de serem introduzidos em interfaces ITO / PEDOT:PSS (tipo I) e PEDOT:PSS / camada ativa (tipo II) em polímero:PSCs BHJ baseados em fulereno devido a as conchas de sílica.

p Como os PSCs têm muitas vantagens, incluindo baixo custo, capacidade de processamento da solução, e flexibilidade mecânica, PSCs podem ser adotados em várias aplicações. Contudo, devemos quebrar a barreira de eficiência de 10% para comercialização de unidades.

p Prof. Kim disse, "Este é o primeiro relatório que apresenta NPs de metal entre a camada de transporte do orifício e a camada ativa para melhorar o desempenho do dispositivo. As propriedades multiposicionais e processáveis ​​por soluções de nossos materiais de ressonância plasmônica de superfície (SPR) oferecem a possibilidade de usar vários efeitos plasmônicos pela introdução de vários metais nanopartículas em diferentes localizações espaciais para dispositivos optoeletrônicos de alto desempenho por meio de técnicas de produção em massa. "

p "Nosso trabalho é significativo para desenvolver novas nanopartículas de metal e atingir quase 10% de eficiência com o uso desses materiais. Se nos concentrarmos continuamente na otimização deste trabalho, a comercialização de PSCs será uma realização, mas não um sonho, "acrescentou o Prof. Park.