Manter a energia dos elétrons «quentes» pode aumentar a eficiência da perovskite

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Pesquisadores que trabalham com materiais de perovskite fizeram uma descoberta que poderia permitir desenvolver células solares com muito mais tensão. A equipe criou uma perovskita à base de lata, na qual elétrons «quentes» retém sua energia por muito mais tempo do que materiais similares, o que aumenta a possibilidade de desenvolver um método para colher esta energia, que muitas vezes é perdida em forma de calor.

Quando as partículas de fótons possuem maior energia do que o espaço de banda do material da célula solar, são criados os chamados «elétrons quentes», e a energia adicional relativa ao espaço de banda se dissipa rapidamente como calor e não contribui para acrecentar a tensão da célula . Em seu trabalho de pesquisa, publicado na revista Nature Communications, a equipe descreve um material de perovskite à base de lata, em que os elétrons quentes perdem sua energia muito mais devagar, o que torna potencialmente mais fácil de capturar.

A Universidade de Groningen publicou anteriormente uma investigação detalhando um material de perovskita que substituiu o chumbo, que é um material tóxico, por lata, e depois observou o fenômeno de elétrons quentes neste mesmo material. «Quando estudamos mais este material, observamos algo estranho», diz Maria Antonietta Loi, professora de Fotofísica e Optoeletrônica da Universidade de Groningen. «Os elétrons quentes emitiram sua energia após vários nanosegundos em vez de algumas centenas de femtosegundos».

Esta vida mais longa da energia poderia criar a possibilidade de que a energia seja coletada antes de se tornar calor. De acordo com a Loi, cálculos teóricos mostram que a coleta de energia a partir de elétrons quentes poderia aumentar a eficiência máxima de células solares híbridas de perovskite em até 66%.

Tendo descoberto esse efeito, a equipe deve agora trabalhar para determinar por que sua perovskite à base de lata reduz a taxa de decomposição de elétrons quentes e como isso acontece. Isso, eles dizem, permitiria que os elétrons se movessem ainda mais devagar e ainda maiores eficiências celulares seriam alcançadas.