Tecnologia impulsiona a eficiência das células solares para níveis recordes

Nova tecnologia impulsiona a eficiência das células solares de perovskita para níveis recordes. Os pesquisadores da Northwestern University publicaram nessa sexta-feira (17/11), uma solução de dupla molécula que pode superar as perdas de eficiência na conversão de luz solar em energia.

Falando um pouco sobre essa nova célula solar, as convencionais que conhecemos bem são feitas de wafers de silício de alta pureza, que são intensivos em energia para produzir e só podem absorver uma faixa fixa do espectro solar. Já as de perocskita oferecem a vantagem de ajustar tamanho e composição para “ajustar” os comprimentos de onda da luz que absorvem. Isso a torna uma tecnologia emergente potencialmente mais econômica e eficiente.

A equipe abordou a recombinação de superfície, um processo no qual elétrons são perdidos quando são aprisionados por defeitos na superfície, e a recombinação na interface entre camadas.

Ao incorporar uma primeira molécula para lidar com a recombinação de superfície e uma segunda molécula para interromper a recombinação na interface, a eficiência certificada pelo National Renewable Energy Lab (NREL) atingiu 25,1%, superando abordagens anteriores que alcançavam apenas 24,09%.

O co-diretor executivo do Paula M. Trienens Institute for Sustainability and Energy, o professor Ted Sargent, destacou a rápida evolução da tecnologia de perovskita e a mudança no foco da pesquisa e desenvolvimento para as interfaces:

“Este é o ponto crítico para melhorar ainda mais a eficiência e estabilidade, aproximando-nos dessa rota promissora para colheita solar cada vez mais eficiente”

No estudo atual, a equipe concentrou-se não em aumentar a absorção de luz, mas em manter e reter elétrons gerados para aumentar a eficiência. Cheng Liu, autor principal do estudo e estudante de pós-doutorado no laboratório de Sargent, explicou a complexidade da recombinação na interface e a abordagem inovadora da equipe. Além disso, o estudo se baseia em pesquisas anteriores do grupo de Sargent, que identificou uma molécula eficaz, PDAI2, para lidar com a recombinação na interface.

O grupo também explorou a combinação dessa molécula com enxofre, substituindo grupos de carbono para cobrir átomos ausentes e suprimir a recombinação. Trabalhos anteriores do grupo desenvolveram um revestimento para o substrato sob a camada de perovskita, permitindo que a célula funcione em temperaturas mais altas por períodos mais longos.

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