Uma equipe de pesquisadores das universidades de Nova York, Pequim, Ciência e Tecnologia Eletrônica da China, Yale e Johns Hopkins afirmam ter resolvido um grande desafio para a produção comercial de células solares de perovskita, usando revestimento por spray. Os cientistas dizem que o spray pode aplicar a camada de transporte de elétrons (ETL) uniformemente sobre uma grande área, e é adequado para a fabricação de grandes painéis solares e garantir um desempenho ainda maior.
Em um artigo publicado em Nanoscale, uma publicação da Royal Society of Chemistry, a equipe de pesquisa relatou que o revestimento por pulverização levou a um ganho de eficiência de 30% em relação a outros ETLs, o que se traduz em um salto na eficiência. conversão de energia de 13% para mais de 17% – e tinha, além disso, menos defeitos.
Como a fabricação em escala comercial provou ser um grande desafio, em parte porque é difícil aplicar efetivamente uma camada uniforme de ETL na superfície cristalina da perovskita, os pesquisadores optaram pelo composto [6,6] -fenil-C (61). -terbutírico-ácido butírico (PCBM) para garantir uma condutividade melhorada, um contacto de interface menos penetrável e uma melhor captação de luz.
Opções de ETL
As perovskitas constituem a camada de captura de luz intrínseca, o ‘i’ em p-i-n, entre a ETL carregada negativamente e uma camada de transporte de orifício carregada positivamente (HTL), e a PCBM tem um histórico comprovado como material ETL.
«Muito pouca pesquisa foi feita sobre as opções de ETL para o projeto do plano p-i-n», disse Andre D. Taylor, professor associado do Departamento de Engenharia Química e Biomolecular da NYU Tandon School of Engineering. «O principal desafio em células planas é, como elas realmente se agrupam de uma maneira que não destrua camadas adjacentes?»
O método mais comum é a fundição por rotação, que consiste em girar a célula e permitir que a força centrípeta disperse o fluido ETL sobre o substrato da perovskita. No entanto, a técnica é limitada a pequenas superfícies e resulta em uma camada inconsistente que reduz o desempenho da célula solar. A fiação por centrifugação também é inadequada para a produção comercial de grandes painéis envolvendo métodos como fabricação de rolo a rolo, para os quais a arquitetura de perovskita plana flexível é, além do mais, muito adequada.
«Nossa abordagem é concisa, altamente reprodutível e escalável», disse o professor Taylor. «Isso sugere que o revestimento por pulverização ETL de PCBM poderia ter um grande apelo e melhorar a base de eficiência das células solares de perovskita e fornecer uma plataforma ideal para superar os registros de eficiência das células solares de perovskita em um futuro próximo» .
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