Uma equipe de pesquisa da Universidade de Cambridge anunciou um avanço significativo em materiais haleto de perovskita, alcançando precisão de nível-atômico no controle de sua estrutura. Este desenvolvimento, criando uma nova configuração de "sanduíche de energia", está preparado para enfrentar os principais obstáculos que anteriormente impediam a comercialização em grande-escala de células solares de perovskita.
As perovskitas são reconhecidas como uma alternativa potencial altamente promissora ao silício na energia fotovoltaica, celebrada por sua superior absorção de luz, menores custos de produção e excelentes capacidades de conversão espectral. No entanto, desafios como estabilidade insuficiente-a longo prazo, dificuldades em controlar a uniformidade de-filmes finos e complexidades no gerenciamento de pilhas-multicamadas os confinaram em grande parte aos ambientes de laboratório.
O cerne deste novo avanço, conforme relatado na prestigiada revistaCiência, reside na aplicação de uma técnica de deposição de vapor. Esse método permite o crescimento-por{2}}camada de perovskitas tri-dimensionais e bidimensionais-dimensionais, resultando em controle de espessura atomicamente preciso e alinhamento atômico quase{5}}perfeito. O "sanduíche semicondutor" resultante, cultivado epitaxialmente, facilita canais de transporte de carga unidirecionais, o que é crítico para minimizar a perda de energia e aumentar a eficiência geral da conversão solar.
"Os métodos tradicionais-baseados em soluções muitas vezes não possuem a controlabilidade necessária", explicou o professor Sam Stranks, co-líder da pesquisa. "Nossa abordagem de deposição de vapor não é apenas compatível com processos de fabricação de semicondutores estabelecidos, mas também nos garante um controle de nível-atômico sem precedentes, ao mesmo tempo que oferece maior tolerância às imperfeições do material. Essa capacidade de-ajustar as propriedades de desempenho é um indicador claro de que células solares de perovskita práticas,{6}}produzidas em massa estão ao nosso alcance."
Um aspecto particularmente valioso para a indústria fotovoltaica é o sucesso da equipe na personalização das interfaces entre as camadas. Ao ajustar ligeiramente as condições de crescimento, eles podem manipular os estados eletrônicos, levando diretamente a uma melhor conversão de luz-em{2}}eletricidade. A equipe de pesquisa relatou ter alcançado uma faixa de ajuste para diferenças de energia intercamadas superiores a 0,5eV e estendeu significativamente a vida útil dos portadores de carga.
Esse avanço resolve com eficácia os principais gargalos da produção em massa de perovskita e abre novos caminhos para tecnologias de-próxima geração, incluindo células tandem de silício-de perovskita.
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Fonte:
Adaptado de resultados de pesquisas publicadas emCiênciapela equipe da Universidade de Cambridge.
