Início > Press > Polímero p-doping melhora a estabilidade da célula solar de perovskita
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Abstrato:
As células solares de perovskita atraíram uma quantidade significativa de atenção de pesquisa como uma alternativa promissora às células solares convencionais à base de silício, devido à sua eficiência na conversão da luz solar em eletricidade. As células solares de perovskita são um híbrido de materiais orgânicos e inorgânicos e consistem em uma camada de captação de luz e uma camada de transporte de carga.
P-doping de polímero melhora a estabilidade da célula solar de perovskita
Lausana, Suíça | Postado em 20 de janeiro de 2023
No entanto, problemas de estabilidade impediram a comercialização e o uso generalizado de PSCs, e alcançar a estabilidade operacional tornou-se um grito de guerra entre os cientistas da área. Agora, pesquisadores liderados por Michael Grätzel na EPFL e Xiong Li no Michael Grätzel Center for Mesoscopic Solar Cells em Wuhan (China) desenvolveram uma técnica que aborda questões de estabilidade e aumenta a eficiência dos PSCs.
Os pesquisadores introduziram um derivado de fulereno funcionalizado com ácido fosfônico na camada de transporte de carga do PSC como um “modulador de limite de grão”, que ajuda a fortalecer a estrutura cristalina da perovskita e aumenta a resistência do PSC a estressores ambientais como calor e umidade.
A equipe também desenvolveu um polímero radical redox-ativo chamado poli(sal de oxoamônia) que efetivamente “dopa” o material de transporte de buracos – um componente crucial dos PSCs. O polímero, atuando como um “p-dopante”, melhora a condutividade e a estabilidade do material de transporte de furos, um componente crucial das células. O processo de “p-doping” envolve a introdução de portadores de carga eletrônica móveis no material para melhorar sua condutividade e estabilidade e, neste caso, mitigou a difusão de íons de lítio, um grande problema que contribui para a instabilidade operacional dos PSCs.
Com a nova técnica, os cientistas alcançaram eficiências de conversão de energia de 23.5% para pequenos PSCs e 21.4% para “minimódulos” maiores. Essas eficiências são comparáveis às células solares tradicionais, com a vantagem adicional de uma estabilidade aprimorada para PSCs. As células solares retiveram 95.5% de sua eficiência inicial após mais de 3200 horas de exposição contínua à luz solar simulada, mantendo a temperatura a 75°C durante todo o período, uma melhoria significativa em relação aos projetos PSC anteriores.
A nova abordagem pode revolucionar o uso de PSCs, tornando-os acessíveis para uso em maior escala. Os pesquisadores acreditam que sua técnica pode ser facilmente ampliada para produção industrial e potencialmente usada para criar módulos PSC estáveis e de alta eficiência.
Outros contribuidores
Universidade de Tecnologia de Wuhan, Wuhan 430070, Hubei, China
Universidade de Ciência e Tecnologia do Sul (Shenzhen)
Universidade de Wuhan, Wuhan 430072, Hubei, China
Academia Chinesa de Ciências (CAS)
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