Pesquisadores do IIT-Guwahati desenvolvem células solares de perovskita altamente eficientes e econômicas

Os dispositivos semicondutores baseados em perovskita emergentes são considerados os mais promissores devido ao seu baixo custo, facilidade de fabricação como dispositivos rolo a rolo, alta disponibilidade de material e fácil reciclagem.

Entre todas as fontes de energia renováveis, a energia do sol (energia solar) é considerada a mais sustentável devido à sua ampla disponibilidade na superfície da Terra. Atualmente, a célula solar inorgânica (à base de silício) é um grande player no mercado. No entanto, essa tecnologia requer processamento em alta temperatura, o que resulta no alto preço dos painéis solares. Além disso, a reciclagem de painéis solares é perigosa e complicada.

“O perovskita células solares (PSCs) A pesquisa recebeu uma atenção tremenda devido ao seu crescimento exponencial em termos de eficiências alcançadas em uma década. No entanto, os materiais perovskita são extremamente instáveis ​​em relação às condições ambientais (umidade e oxigênio) que restringem sua comercialização “, disse um comunicado do IIT-Guwahati.

A equipe de pesquisa do IIT-Guwahati é composta por pesquisadores Rabindranath Garai (Departamento de Química), Ritesh Kant Gupta (Centro de Nanotecnologia), Arvin Sain Tanwar (Departamento de Química) e Maimur Hossain (Departamento de Química), todos trabalhando sob a supervisão de Professor Parameswar K. Iyer, Departamento de Química e Centro de Nanotecnologia e Escola de Ciência e Tecnologia da Saúde, IIT Guwahati, têm alcançado os resultados em termos de eficiência e estabilidade das unidades.

Neste estudo recente do IIT-Guwahati, publicado na revista American Chemical Society ‘Chemistry of Materials’ mencionou como polímeros conjugados carregados foram incorporados em dispositivos fotovoltaicos como uma molécula de passivação para obter dispositivos de células solares de perovskita de alta qualidade sem defeitos.

O dispositivo passivado sem defeitos revela uma alta eficiência de 20,17 por cento com excelente reprodutibilidade. Tal método de passivação baseado em polímero melhorou efetivamente a estabilidade do dispositivo a longo prazo, melhorando a hidrofobicidade da camada de perovskita.

Em outra investigação recente da equipe, publicada no jornal ‘Journal of Materials Chemistry A’, da Royal Society of Chemistry, os pesquisadores demonstraram o desenvolvimento de perovskitas graduadas multidimensionais (2D-3D) processadas em solução e o papel preciso da reação de superfície -cristalização para alcançar eficiências muito altas, estabilidade, escalabilidade econômica do dispositivo, mitigando os defeitos da perovskita.

Falando sobre esses resultados de pesquisa, o Prof Iyer mencionou que os PSCs híbridos orgânico-inorgânicos experimentaram um rápido crescimento em termos de eficiência e estabilidade devido ao desenvolvimento de materiais funcionais altamente eficientes combinados com engenharia de dispositivo cuidadosa. O design dos materiais pode ser adaptado em nível molecular, enquanto o processo de fabricação pode ser impresso e baseado em solução, tornando o processo geral de desenvolvimento de células solares econômico e escalonável.

Esses resultados obtidos a partir de células solares de perovskita tiveram um desempenho muito além dos painéis de células solares inorgânicas comerciais que estão disponíveis no mercado atualmente. Além disso, o desempenho desses dispositivos de área pequena e grande estão entre os melhores resultados obtidos com o uso dessas classes de materiais de perovskita. “Portanto, as estratégias que estão sendo desenvolvidas têm o potencial de enfrentar os desafios das energias renováveis ​​em relação à fabricação comercial em grande escala de painéis solares eficientes e estáveis”, acrescentou o comunicado.

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