p A combinação de pontos quânticos e moléculas orgânicas pode permitir que as células solares capturem mais luz solar. p A luz do sol é nossa fonte mais abundante de energia renovável, e aprender a melhor maneira de coletar essa radiação é a chave para as futuras necessidades de energia do mundo. Pesquisadores da KAUST descobriram que a eficiência das células solares pode ser aumentada pela combinação de nanocristais semicondutores inorgânicos com moléculas orgânicas.

p Os pontos quânticos são cristais que medem apenas cerca de 10 nanômetros de diâmetro. Um elétron preso pelo ponto tem propriedades bastante diferentes daquelas de um elétron livre para se mover através de um material maior.

p "Uma das maiores vantagens dos pontos quânticos para as tecnologias de células solares é a sintonia de suas propriedades ópticas, ", explicou o professor assistente de ciência química da KAUST, Omar Mohammed." Eles podem ser controlados variando o tamanho do ponto quântico. "

p Mohammed e seus colegas estão desenvolvendo pontos quânticos de sulfeto de chumbo para coleta de energia óptica; estes tendem a ser maiores do que os pontos feitos de outros materiais. De acordo, os pontos quânticos de sulfeto de chumbo podem absorver luz em uma faixa mais ampla de frequências. Isso significa que eles podem absorver uma proporção maior da luz do sol quando comparados a outros pontos menores.

p Para fazer uma célula solar totalmente funcional, elétrons devem ser capazes de se mover para longe da região de absorção do ponto quântico e fluir em direção a um eletrodo. Ironicamente, a propriedade de grandes pontos quânticos de sulfeto de chumbo que os torna úteis para a absorção de banda larga - um intervalo menor de energia de elétrons - também dificulta esse processo de coleta de energia. Anteriormente, transferência eficiente de elétrons só tinha sido alcançada para pontos quânticos de sulfeto de chumbo menores que 4,3 nanômetros de diâmetro, o que causou um corte na frequência da luz convertida.

p A inovação de Mohammed e da equipe foi misturar pontos quânticos de sulfeto de chumbo de vários tamanhos com moléculas de uma família conhecida como porfirinas. Os pesquisadores mostraram que, ao mudar a porfirina usada, é possível controlar a transferência de carga de grandes pontos de sulfeto de chumbo; enquanto uma molécula desligou completamente a transferência de carga, outro habilitou a transferência a uma taxa mais rápida do que 120 femtossegundos.

p A equipe acredita que esta melhoria na capacidade de captação de energia se deve às interações eletrostáticas interfaciais entre a superfície do ponto quântico carregada negativamente e a porfirina carregada positivamente.

p "Com esta abordagem, agora podemos estender o tamanho do ponto quântico para transferência de carga eficiente para incluir a maior parte da região espectral do infravermelho próximo, indo além do limite relatado anteriormente, "afirmou Mohammed." Esperamos implementar esta ideia em células solares com diferentes arquiteturas para otimizar a eficiência. "