p (Phys.org) —Atingir um equilíbrio entre a fabricação de baixo custo e alta eficiência é a chave para o sucesso futuro das células solares. Nos últimos anos, pesquisadores têm trabalhado no desenvolvimento de métodos de baixo custo para fabricar células solares. Um dos métodos mais promissores é o processamento da solução. p Em um novo jornal, Dr. Joel van Embden, et al., da CSIRO Materials Science and Engineering, Austrália, usaram um método de processamento de solução de baixo custo para fabricar células solares baseadas em nanocristais feitas de tintas nanocristais polares ambientalmente benignas.

p Embora as células solares anteriores feitas de nanocristais tenham exigido o uso de solventes que são altamente tóxicos ou contêm altas concentrações de contaminantes orgânicos, no novo estudo, os pesquisadores puderam usar barato, solventes não perigosos em vez disso, como álcoois simples. Mesmo neste estágio inicial de desenvolvimento, as células solares exibem eficiências de até 7,7% e parecem ser candidatos promissores para futuras aplicações comerciais.

p "O maior significado do nosso trabalho é que ele prova a capacidade de pegar materiais baratos e processá-los em células solares eficientes usando métodos escaláveis ​​e líquidos ecológicos, "van Embden disse Phys.org .

p Como os pesquisadores explicam em seu artigo, a eventual absorção de células solares processadas por solução pelo mercado de energia renovável depende da capacidade de sintetizar as dispersões de 'tinta' de semicondutores necessárias usando escalonáveis, métodos de baixo custo, bem como o processamento dessas tintas em dispositivos usando simples, química benigna. As novas células solares baseadas em nanocristais enfrentam esses dois desafios. Além disso, a camada de absorção de luz dessas células é feita de nanocristais compostos de materiais baratos, materiais abundantes em terra, cobre, zinco, estanho e enxofre.

p Os pesquisadores criaram a "tinta solar" modificando a química da superfície do nanocristal para conferir uma alta polaridade. Essa alta polaridade foi alcançada pela colagem de moléculas orgânicas especializadas, chamadas ligantes, na superfície do nanocristal.

p As tintas nanocristais foram então depositadas em substratos de vidro condutores e tratadas com vapor de selênio por meio de um processo denominado selenização. Este processo transforma o filme nanocristalino em um filme microcristalino, o que melhora muito a resposta do filme à luz. Contudo, o grau de crescimento do grão induzido por este processo de selenização é atualmente limitado. Os pesquisadores esperam que essa limitação seja o desafio mais significativo enfrentado pelas células solares baseadas em nanocristais.

p A direção futura desta pesquisa está em buscar maior eficiência do dispositivo, adaptando a composição da tinta nanocristal. As tintas polares permitem que dopantes benéficos e aditivos promotores de crescimento sejam incluídos. Este desenvolvimento abre a porta para formulações de tintas complexas que se espera sejam adequadas para a impressão de células solares de próxima geração.

p "Estamos no processo de desenvolvimento de tintas nanocristais multicomponentes, que contém vários aditivos, cada um com seu próprio papel a desempenhar na melhoria da eficiência da célula solar final, "disse van Embden. p © 2014 Phys.org