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As células solares de perovskita (PSCs) ganharam atenção por suas altas eficiências de conversão de energia e processamento de solução de baixo custo. No entanto, garantir sua estabilidade em altas temperaturas tem sido um desafio, pois os pontos de contato entre suas diferentes camadas (“interfaces”) são suscetíveis à degradação, levando à perda de energia e diminuição do desempenho.
Em um novo estudo, os pesquisadores descobriram que podem minimizar a degradação do PSC em altas temperaturas usando aniliniums fluorados, uma classe de compostos usados em produtos farmacêuticos, agroquímicos e ciência de materiais. O estudo foi liderado por Michael Grätzel na EPFL, Edward Sargent na Universidade de Toronto e Kenneth Graham na Universidade de Kentucky. Está publicado em Ciência.
Os pesquisadores incorporaram aniliniums fluorados na etapa de “passivação interfacial” da fabricação do PSC. A passivação interfacial é uma técnica usada para melhorar a estabilidade e o desempenho das interfaces entre diferentes camadas ou materiais para minimizar defeitos, reduzir a recombinação de carga e melhorar a eficiência e a estabilidade geral.
A adição de anilínios fluorados aumentou a estabilidade das PSCs, evitando a intercalação progressiva do ligante. Isso impediu a penetração contínua de moléculas de ligantes entre as camadas ou estruturas do material perovskita, o que destrói a integridade dos cristais, levando à degradação e diminuição do desempenho das PSCs.
Usando essa abordagem, os cientistas alcançaram uma eficiência de conversão de energia em estado quase estacionário certificada de 24,09% para PSCs de estrutura invertida. Quando eles testaram um PSC encapsulado – um dispositivo dentro de um invólucro protetor – a uma temperatura de 85 ° C, 50% de umidade relativa e iluminação de 1 sol (a intensidade da luz solar sob condições normais de céu claro ao meio-dia solar), o dispositivo funcionou em sua geração máxima de energia por impressionantes 1.560 horas (~ 65 dias), mantendo sua funcionalidade e eficiência.
O estudo é uma grande contribuição para a estabilidade do PSC e oferece uma solução potencial para melhorar seu desempenho, durabilidade e confiabilidade em ambientes de alta temperatura, aproximando-nos da implantação em escala terawatt dessa promissora tecnologia fotovoltaica.
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