Brasileiros aumentam eficincia e a durabilidade de clulas solares promissoras - Informação & Entretenimento

Brasileiros aumentam eficincia e a durabilidade de clulas solares promissoras

Energia

Com informações da Agência Fapesp – 27/02/2024

Ilustrao esquemtica da fabricao do MXeno e da montagem da clula solar.
[Imagem: Joo Pedro F. Assuno et al. – 10.1039/D3TC03810F]

MXeno com perovskita

Pesquisadores brasileiros desenvolveram uma estratgia capaz de tornar mais eficientes e estveis as clulas solares base de perovskita, um material semicondutor produzido em laboratrio.

Joo Pedro Assuno e colegas da Universidade Estadual Paulista (Unesp) de Bauru usaram uma classe de materiais conhecida como MXenos, materiais 2D que combinam metais de transio, carbono e/ou nitrognio, alm de um grupo funcional, como flor, oxignio ou hidroxila.

Os Mxenos so tidos como um investimento melhor do que o grafeno porque apresentam altos nveis de condutibilidade eltrica, estabilidade trmica e transmitncia – a capacidade de ser atravessado pela luz sem absorv-la – e so mais fceis de fabricar.

Joo Pedro usou o MXeno Ti3C2Tx como dopante do material polimrico polimetilmetacrilato, que por sua vez foi aplicado como camada de passivao em clulas solares de perovskita com arquitetura invertida.

A camada de passivao uma camada de material extra adicionada para mitigar possveis defeitos do slido policristalino – no caso, a perovskita -, na interao com o ambiente ou pela prpria conformao interna do slido. J arquitetura invertida se refere posio da camada de perovskita em relao s camadas de outros materiais que compem a clula solar.

Brasileiros aumentam efici

Micrografia dos gros do semicondutor perovskita.
[Imagem: Joo Pedro F. Assuno et al. – 10.1039/D3TC03810F]

Importante para fabricao industrial

O uso do MXeno aumentou de 19% para 22% a eficincia das clulas solares, que tambm apresentaram ganho de estabilidade – os prottipos atingiram o dobro de tempo de trabalho sem queda de desempenho quando comparados s clulas solares sem a presena da camada de passivao.

So resultados surpreendentes, uma vez que a expectativa inicial da equipe era apenas remediar a queda de desempenho causada pela adio da camada isolante de passivao. E o ganho de durabilidade marcante porque o foco atual das pesquisas em clulas solares de perovskita a sua fabricao industrial, o que exige componentes mais estveis para uso em grande escala.

“Neste artigo, mostramos que a adio do material MXeno pode no s representar uma realidade vivel para a fabricao dos dispositivos, mas tambm mostrar o caminho para essa conquista. Alm disso, exploramos diversas tcnicas de caracterizaes eltricas, morfolgicas e estruturais que contribuem para o melhor entendimento cientfico do comportamento e funcionamento dessa classe de dispositivos to complexa,” comentou Joo Pedro.

Bibliografia:

Artigo: Interface passivation with Ti3C2Tx-MXene doped PMMA film for highly efficient and stable inverted perovskite solar cells
Autores: Joo Pedro F. Assuno, Hugo G. Lemos, Jssica H. H. Rossato, Gabriel L. Nogueira, Joo V. M. Lima, Silvia L. Fernandes, Rafael K. Nishihora, Ricardo V. Fernandes, Sidney A. Loureno, Diego Bagnis, Sydney F. Santosc, Carlos F. O. Graeff
Revista: Journal of Materials Chemistry C
DOI: 10.1039/D3TC03810F

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