Cientistas criam camadas auto-montadas para aumentar as células solares de perovskita

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Cientistas criam camadas auto-montadas para aumentar as
células solares de perovskita
Resumo gráfico. Crédito: ACS Energy Letters (2024).
Pesquisadores da Universidade de Tecnologia de Kaunas (KTU) na Lituânia fizeram um avanço
emocionante na tecnologia de células solares.
Com base em seu sucesso anterior com células solares recordes, a equipe expandiu sua invenção para
aplicar monocamadas automontadas a células solares de perovskita de estrutura invertidas e regulares.
Suas descobertas são detalhadas no artigo “Monolayers Auto-montados Não-Amontados como Contatos
Eletron-Seletivos para Células Solares de Perovskita n-i-p”, publicado na ACS Energy Letters.
Monocamadas auto-montadas consistem em moléculas que se organizam em uma camada de espessura de
molécula única, atuando como uma camada de transporte de elétrons em células solares.
O professor Tadas Malinauskas, da Faculdade de Tecnologia Química da KTU, um dos inventores desta
nova tecnologia, explica: “Essas moléculas funcionam como uma cola inteligente, revestindo a superfície dos
dispositivos com uma fina camada de uma molécula e grossa.
Eles se ligam por ligações químicas apenas onde entram em contato com o óxido de metal condutor.
O processo de criação desta camada é simples e eficiente.
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Um substrato de vidro com uma camada de óxido metálico eletricamente condutor é imerso ou pulverizado
com uma solução altamente diluída do composto. As moléculas de auto-montagem se ligam à superfície do
óxido de metal, e qualquer uma que não grude é lavada, deixando uma camada fina apenas onde é
necessário.
Os pesquisadores da KTU estudam os materiais orgânicos de transporte de carga há anos. Anteriormente,
eles se concentraram em moléculas para transferência de carga positiva em células solares de perovskita.
“Podemos dizer com confiança que essas moléculas têm células solares de próxima geração
significativamente avançadas. Nosso próximo passo é desenvolver moléculas semelhantes que carregam
cargas negativas para uso em células solares de perovskita”, diz o professor Vytautas Getautis, chefe do
grupo de pesquisa.
Apesar de ser muito fina, esta camada desempenha um papel crucial. Malinauskas compara sua função a
um portão do metrô, permitindo que apenas um tipo de carga passe em direção ao eletrodo, aumentando
assim a eficiência das células solares.
As células solares de perovskita têm estruturas diferentes. Em uma estrutura regular, uma camada de
transporte de carga negativa é formada em um substrato transparente, seguido por camadas de transporte
de carga de absorção de luz e positiva.
Em estruturas invertidas, as camadas de transporte de carga positiva e negativa são trocadas. Estruturas
regulares são usadas para células solares de baixo custo, mais fáceis de fabricar, mas menos eficientes,
enquanto estruturas invertidas são usadas em dispositivos em tandem mais eficientes.
Lauryna Monika Svirskait, uma estudante de doutorado da KTU, explica que ambas as estruturas estão sob
intensa pesquisa. A nova invenção é tão promissora quanto seu trabalho anterior.
A equipe da KTU colaborou com cientistas da Universidade de Ciência e Tecnologia King Abdullah (KAUST)
na Arábia Saudita. Os químicos da KTU desenvolveram e otimizaram os materiais e a tecnologia de
revestimento, enquanto seus colegas sauditas testaram seu desempenho em células solares.
Greta’, Chefe de Gestão da Propriedade Intelectual do Centro Nacional de Inovação e Empreendedorismo
(NIEC) da KTU, observa a alta demanda por esta invenção. Uma empresa japonesa já manifestou interesse
em adicionar a inovação ao seu portfólio de produtos e começou a negociar um contrato de licença antes
mesmo de o pedido de patente ser arquivado.
“A ?kien’ enfatiza que a comercialização pode acontecer a qualquer momento se uma empresa estiver
interessada em licenciar a tecnologia.
As invenções do grupo de pesquisa Synthesis of Organic Semiconductors em células solares são altamente
valorizadas e recebem atenção significativa das empresas, deixando a KTU orgulhosa de suas contribuições
para o campo.
Fonte: KSR.