p Uma nova tecnologia que pode melhorar a eficiência das células solares de pontos quânticos para 11,53% foi revelada. Publicado na edição de fevereiro de 2020 da Materiais de energia avançada , foi avaliado como um estudo que resolveu os desafios colocados pela geração de correntes elétricas da luz solar por células solares, melhorando a extração de orifícios. p Uma equipe de pesquisa, liderado pelo professor Sung-Yeon Jang na Escola de Energia e Engenharia Química da UNIST desenvolveu um dispositivo fotovoltaico que maximiza o desempenho das células solares de pontos quânticos usando polímeros orgânicos.

p As células solares usam uma característica de que elétrons e buracos são gerados na camada absorvente. Os elétrons livres e o buraco, então, se movem através da célula, criando e preenchendo buracos. É esse movimento de elétrons e lacunas que geram eletricidade. Portanto, a criação de vários pares de elétron-buraco e seu transporte são considerações importantes no projeto de células solares eficientes.

p A equipe de pesquisa mudou um lado das células solares de pontos quânticos para materiais orgânicos de transporte de buracos (HTMs) para melhor extrair e transportar buracos. Isso ocorre porque o polímero orgânico recém-desenvolvido não só possui capacidade superior de extração de orifícios, mas também impede que elétrons e lacunas se recombinem, que permitem o transporte eficiente dos orifícios para o ânodo.

p Geralmente, células solares de pontos quânticos combinam pontos quânticos ricos em elétrons (CQDs tipo n) e pontos quânticos ricos em buracos (QDs tipo p). Nesse trabalho, a equipe de pesquisa desenvolveu HTMs baseados em polímero π-conjugado orgânico (π-CP), que pode atingir um desempenho superior ao do HTM de última geração, CQDs tipo p. A engenharia molecular dos π-CPs altera suas propriedades optoeletrônicas, e a geração e coleta de carga em células solares de pontos quânticos coloidais (CQDSCs), usá-los são substancialmente melhorados.

p Como resultado, a equipe de pesquisa conseguiu alcançar eficiência de conversão de energia (PCE) de 11,53% com estabilidade decente de armazenamento de ar. Este é o PCE mais alto relatado entre CQDSCs usando HTMs orgânicos, e ainda maior do que o melhor CQDSC sem troca de ligante de estado sólido relatado usando pCQD-HTM. "Do ponto de vista do processamento do dispositivo, a fabricação do dispositivo não requer qualquer etapa de troca de ligante de estado sólido ou processo de deposição camada por camada, que é favorável para a exploração de técnicas de processamento comercial, "observou a equipe de pesquisa.

p “Este estudo resolve o problema do transporte de furos, que tem sido o maior obstáculo para a geração de correntes elétricas em células solares de pontos quânticos, "diz o professor Jang." Este trabalho sugere que a engenharia molecular de π-CPs orgânicos é uma estratégia eficiente para melhoria simultânea em PCE e processabilidade de CQDSCs, e a otimização adicional pode melhorar ainda mais seu desempenho. "