Pesquisadores da KAUST publicaram uma pesquisa sobre um novo modo de heterojunção usando grafeno, disselenido de tungstênio (WSe2) e dissulfeto de molibdênio (MoS2).
A equipe trabalhou na criação de alternativas para configurações verticais que, embora permitam a criação de dispositivos fotovoltaicos ultrafinos, exigem uma fabricação muito complexa exposta a defeitos e contaminação.
“Os dispositivos fabricados com esta técnica (empilhamento vertical) são muitas vezes instáveis e o modo de fabricação varia de caso para caso”, diz o pesquisador principal Meng-LinTsai. Tsai acrescenta que a contaminação durante o processo de transferência pode afetar a qualidade do dispositivo e que as propriedades eletrônicas são mais difíceis de controlar usando técnicas de empilhamento vertical.
Para resolver esses problemas, a equipe Tasi desenvolveu um modo de heterojunção lateral em uma única camada de WSe2-MoS2 e cada material é então depositado em um substrato de safira que é posteriormente transferido para uma superfície à base de silício para fabricar um instrumento fotovoltaico.
Um microscópio de alta resolução mostra como a junção p-n separa claramente os dois materiais sem qualquer diferença visível de altura. “Nossas estruturas são mais limpas e melhores que as montadas verticalmente”, explica Tsai, “porque não precisamos do procedimento de transferência que envolve várias etapas”.
Os resultados da pesquisa foram publicados na revista Advanced Materials, que mostra que os dispositivos atingiram uma eficiência de conversão de 2,56% sob luz solar simulada, e essa eficiência foi reduzida apenas 5% com ângulos de incidência de até 75 °.
A Tasi e sua equipe estão convencidas dos benefícios da heterojunção lateral para a fabricação de células solares e planejam continuar pesquisando neste campo. “Estamos tentando entender a cinética e a termodinâmica dessas heterojunções para projetar células mais eficientes”, diz Tsai.
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