Cientistas do National Renewable Energy Laboratory (NREL) realizaram análises microscópicas de células solares de perovskite e realizaram novas descobertas sobre os mecanismos de degradação que ocorrem dentro do material. Os resultados, de acordo com o NREL, podem ajudar os cientistas a concentrar suas pesquisas em áreas-chave de melhoria.
A pesquisa, realizada pelo NREL e pela University of Texas, Austin, é publicada na revista Nature Communications. A equipe examinou dois materiais de película fina de perovskite diferentes, usando uma nova técnica microscópica chamada microscopia de impedância de microondas estimulada por luz (MIM).
Os dois filmes finos examinados foram feitos de iodeto de metilamônio, um material de perovskita comumente usado na pesquisa de células solares, e sua diferença é o tamanho dos grãos de cristal. Ambos materiais foram revestidos com uma camada protetora de plástico (metacrilato de polimetileno). As células foram iluminadas a partir de baixo por um raio laser focado e examinadas usando MIM, o que permitiu que os pesquisadores mapeassem a fotocondutividade de materiais em nanoescala.
«O pressuposto geral é que a degradação começa com limites de grãos [nas áreas onde os cristais individuais se tocam]», diz o co-autor da NREL e o cientista principal Kai Zhu. «Nós conseguimos mostrar que a degradação realmente não começa a partir dos limites visíveis entre os grãos. Ele vem da superfície do grão «.
Os dois materiais foram testados ao longo de uma semana, sob condições de 23 ° C e 35% de umidade. Após cerca de três dias, a fotocondutividade começou a diminuir à medida que as moléculas de água se moviam através do revestimento plástico.
Os pesquisadores observaram que a degradação foi causada pela desintegração dos grãos, e não pelos limites dos grãos, conforme anteriormente assumido. O artigo observa que, no material testado com grãos maiores, os limites «são relativamente benignos», e que os filmes de perovskita com melhor cristalinidade devem ser objeto de futuras pesquisas.
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