p Materiais solares bidimensionais podem oferecer uma maneira de extrair mais energia da luz solar. Ao ajustar a estrutura de um material solar perovskita 2-D, pesquisadores da KAUST e do Instituto de Tecnologia da Geórgia mostraram que podem prolongar a vida útil de portadores quentes altamente energéticos gerados pela luz que atinge o material. A abordagem pode oferecer uma maneira de capturar a energia solar de forma mais eficiente. p As perovskitas híbridas orgânico-inorgânicas são materiais solares atraentes porque são potencialmente muito mais baratos de produzir do que o silício. Contudo, permanecem questões sobre a estabilidade de longo prazo dos perovskitas.

p "Como uma alternativa às perovskitas híbridas 3-D, As perovskitas híbridas 2-D melhoraram a estabilidade e a resistência à umidade, "diz Jun Yin, membro dos grupos de pesquisa de Omar Mohammed e Osman Bakr. Contudo, o resfriamento de transportador a quente nestes materiais não foi extensivamente estudado, adiciona Partha Maity, um pós-doutorado na equipe KAUST.

p Os portadores quentes se formam devido à ampla gama de energias da luz solar, que varia de infravermelho de baixa energia e luz vermelha em uma extremidade do espectro, para violeta e ultravioleta na extremidade de alta energia. Os painéis solares capturam energia quando a luz que entra coloca um elétron em um estado de excitação, mas mesmo a luz vermelha pode excitar um elétron em uma faixa condutiva. A luz de alta energia pode gerar portadores quentes superexcitados, mas eles derramam sua energia extra muito mais rápido do que os materiais solares convencionais podem capturá-los.

p Mohammed e a equipe examinaram se a alteração do componente orgânico das perovskitas 2-D híbridas poderia retardar o resfriamento do portador a quente, permitindo que toda a sua energia seja capturada.

p Usando espectroscopia a laser ultrarrápida, eles examinaram materiais de iodeto de chumbo perovskita com três componentes orgânicos diferentes:etanolamina (EA), aminopropanol (AP) e feniletilamina (PEA). "A espectroscopia ultrarrápida é uma abordagem muito poderosa e conveniente para rastrear diretamente o relaxamento do portador quente, "Mohammed diz." Podemos acompanhar sua dinâmica ultrarrápida em tempo real. "

p A equipe viu uma diferença significativa entre os três materiais diferentes. "Descobrimos que o (EA) ₂ PbI ₄ o único cristal passou por um processo de resfriamento de portador quente muito mais lento, "Yin diz. Auxiliado por simulações de dinâmica molecular, a equipe mostrou que a estrutura baseada em EA suprimiu uma série de mecanismos pelos quais os portadores quentes geralmente perdem energia para a estrutura perovskita circundante.

p "Já que aprendemos com este estudo como desacelerar a dinâmica do portador quente em perovskitas 2-D, vamos agora nos concentrar na extração desses portadores em uma arquitetura de célula solar real e em sua possível contribuição para a eficiência geral de conversão, "Mohammed diz. A equipe também vai examinar a dinâmica do portador quente e a extração em perovskitas 2-D com diferentes composições, ele adiciona.