p Um grupo de pesquisa internacional melhorou a eficiência da célula solar de perovskita usando materiais com melhores propriedades de absorção de luz. Pela primeira vez, os pesquisadores usaram nanopartículas de silício. Essas nanopartículas podem capturar a luz de uma ampla gama de comprimentos de onda perto da camada ativa da célula. As próprias partículas não absorvem luz e não interagem com outros elementos da bateria, mantendo assim sua estabilidade. A pesquisa foi publicada em Materiais Óticos Avançados . p As células solares de perovskita se tornaram muito populares nos últimos anos. Este material híbrido permite que os cientistas criem baratos, eficiente, e células solares fáceis de usar. O único problema é que a espessura de uma camada de perovskita não deve exceder várias centenas de nanômetros, mas ao mesmo tempo, a perovskita fina absorve menos fótons incidentes.

p Por esta razão, os cientistas tiveram que encontrar uma maneira de melhorar as propriedades de captação de luz da camada absorvente de perovskita sem aumentar sua espessura. Para fazer isso, os cientistas usaram nanopartículas de metal. Essas partículas permitem uma melhor absorção de luz devido à excitação de plasmão de superfície, mas tem desvantagens significativas. Por exemplo, eles mesmos absorvem alguma energia, assim, aquecendo e danificando a bateria. Cientistas da ITMO University, em colaboração com colegas da St. Petersburg State University, Itália e EUA, propôs o uso de nanopartículas de silício para resolver esses problemas.

p "Partículas dielétricas não absorvem luz, para que não aqueçam. Eles são quimicamente inertes e não afetam a estabilidade da bateria. Além do mais, sendo altamente ressonante, tais partículas podem absorver mais luz em uma ampla gama de comprimentos de onda. Devido às características especiais do layout, eles não danificam a estrutura das células. Essas vantagens nos permitiram aumentar a eficiência das células em quase 19 por cento. Até aqui, este é o resultado mais conhecido para este material perovskita em particular com nanopartículas incorporadas, "diz Aleksandra Furasova, um estudante de pós-graduação na Faculdade de Física e Engenharia da ITMO.

p De acordo com os cientistas, esta é a primeira pesquisa sobre o uso de nanopartículas de silício para aumentar as propriedades de captação de luz da camada superior de absorção. As nanopartículas de silício já ultrapassaram as plasmônicas. Os cientistas esperam que um estudo mais profundo da interação entre nanopartículas e luz, bem como sua aplicação em células solares de perovskita levarão a resultados ainda melhores.

p "Em nossa pesquisa, usamos perovskita MAPbI3, o que nos permitiu estudar em detalhes como as nanopartículas de silício ressonantes afetam as células solares de perovskitas. Agora podemos tentar usar essas partículas para outros tipos de perovskitas com maior eficiência e estabilidade. Além disso, as próprias nanopartículas podem ser modificadas para melhorar suas propriedades ópticas e de transporte. É importante notar que as nanopartículas de silício são muito baratas e fáceis de produzir. Portanto, este método pode ser facilmente incorporado no processo de produção de células solares, "comentou Sergey Makarov, chefe do Laboratório de Nanofotônica Híbrida e Optoeletrônica da ITMO.