Ilustração esquemática da fabricação do MXeno e da montagem da célula solar.
[Imagem: João Pedro F. Assunção et al. - 10.1039/D3TC03810F]
MXeno com perovskita
Pesquisadores brasileiros desenvolveram uma estratégia capaz de tornar mais eficientes e estáveis as células solares à base de perovskita, um material semicondutor produzido em laboratório.João Pedro Assunção e colegas da Universidade Estadual Paulista (Unesp) de Bauru usaram uma classe de materiais conhecida como MXenos, materiais 2D que combinam metais de transição, carbono e/ou nitrogênio, além de um grupo funcional, como flúor, oxigênio ou hidroxila.
Os Mxenos são tidos como um investimento melhor do que o grafeno porque apresentam altos níveis de condutibilidade elétrica, estabilidade térmica e transmitância - a capacidade de ser atravessado pela luz sem absorvê-la - e são mais fáceis de fabricar.
João Pedro usou o MXeno Ti3C2Tx como dopante do material polimérico polimetilmetacrilato, que por sua vez foi aplicado como camada de passivação em células solares de perovskita com arquitetura invertida.
A camada de passivação é uma camada de material extra adicionada para mitigar possíveis defeitos do sólido policristalino - no caso, a perovskita -, na interação com o ambiente ou pela própria conformação interna do sólido. Já arquitetura invertida se refere à posição da camada de perovskita em relação às camadas de outros materiais que compõem a célula solar.
Micrografia dos grãos do semicondutor perovskita.
[Imagem: João Pedro F. Assunção et al. - 10.1039/D3TC03810F]
Importante para fabricação industrial
O uso do MXeno aumentou de 19% para 22% a eficiência das células solares, que também apresentaram ganho de estabilidade - os protótipos atingiram o dobro de tempo de trabalho sem queda de desempenho quando comparados às células solares sem a presença da camada de passivação.São resultados surpreendentes, uma vez que a expectativa inicial da equipe era apenas remediar a queda de desempenho causada pela adição da camada isolante de passivação. E o ganho de durabilidade é marcante porque o foco atual das pesquisas em células solares de perovskita é a sua fabricação industrial, o que exige componentes mais estáveis para uso em grande escala.
"Neste artigo, mostramos que a adição do material MXeno pode não só representar uma realidade viável para a fabricação dos dispositivos, mas também mostrar o caminho para essa conquista. Além disso, exploramos diversas técnicas de caracterizações elétricas, morfológicas e estruturais que contribuem para o melhor entendimento científico do comportamento e funcionamento dessa classe de dispositivos tão complexa," comentou João Pedro.
Bibliografia:
Artigo: Interface passivation with Ti3C2Tx-MXene doped PMMA film for highly efficient and stable inverted perovskite solar cellsAutores: João Pedro F. Assunção, Hugo G. Lemos, Jéssica H. H. Rossato, Gabriel L. Nogueira, João V. M. Lima, Silvia L. Fernandes, Rafael K. Nishihora, Ricardo V. Fernandes, Sidney A. Lourenço, Diego Bagnis, Sydney F. Santosc, Carlos F. O. Graeff
Revista: Journal of Materials Chemistry C
DOI: 10.1039/D3TC03810F
Fonte: https://www.inovacaotecnologica.com.br/noticias/noticia.php?artigo=brasileiros-aumentam-eficiencia-durabilidade-celulas-solares-promissoras&id=010115240227
Comentários
Postar um comentário