Um grupo de cientistas do Laboratório Nacional Argonne do Departamento de Energia dos EUA. UU (DOE) conduziu uma investigação, publicada na revista científica Nature, sobre como substituir o dióxido de titânio na fabricação de células solares.
Pesquisadores do Laboratório Nacional Argonne disseram que seu estudo fornece mais informações sobre como os furos ficam presos em nanopartículas feitas de óxido de zinco, um material que é considerado muito promissor para aplicações em tecnologia fotovoltaica.
Entender como esse processo de aprisionamento é realizado pode ser fundamental no uso de óxido de zinco para aplicações solares. Eles explicaram que se as duas partículas que geram energia em um dispositivo fotovoltaico, isto é o elétron com carga negativa e o «buraco» carregado positivamente, não estiverem completamente separadas antes de ficarem presas no material solar, o material em si tem menos capacidade de converter luz em eletricidade.
O experimento permitiu que os pesquisadores observassem o aprisionamento de buracos em regiões específicas da nanopartícula, enquanto em experimentos anteriores só era possível observar o aprisionamento de elétrons.
Duas técnicas diferentes de raios-X foram usadas para observar o processo: espectroscopia de absorção de raios X e espectroscopia de emissão de raios-X ressonante. Como resultado, descobriu-se que os buracos estavam presos nas «vagas de oxigênio», que são definidas como locais dentro da rede cristalina onde falta um átomo de oxigênio.
«O óxido de zinco», disse o líder do projeto Christopher Miln, «tem uma estrutura cristalina que permite que haja muitas dessas vagas. A captura ocorre porque as vagas têm um nível de energia menor do que o ambiente circundante, criando uma lacuna de energia para os buracos que passam”, acrescentou ele.
A equipe de pesquisa acredita que essas descobertas podem ser reforçadas por uma imagem instantânea extremamente rápido do comportamento de captura. «Basicamente, queremos ver o mesmo processo, mas temos a capacidade de tirar imagens mil vezes mais rápido», concluiu a equipe de pesquisa.
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