O melhor de ambos - pontos quânticos e perovskitas se unem para um desempenho estável

Mengxia Liu, principal autor do artigo sobre a combinação de perovskitas e pontos quânticos em um dispositivo híbrido.

Perovskitas e células solares de pontos quânticos têm potencial para uso em dispositivos fotovoltaicos de alta eficiência, mas têm grandes desafios a superar para serem uma realidade comercial. Cientistas da Universidade de Toronto descobriram que, se as duas tecnologias forem combinadas da maneira certa, elas podem se estabilizar.

Cientistas da Universidade de Toronto combinaram dois materiais promissores de tecnologia de células solares - ponto quântico e perovskita - em um único dispositivo.

Ambos os materiais oferecem o potencial para dispositivos fotovoltaicos de alta eficiência e baixos custos de produção, mas são retidos por uma série de problemas, principalmente instabilidade sob condições cotidianas, onde o calor e a umidade que eles enfrentam causa rápida degradação.

Ao combinar os dois em uma estrutura híbrida, no entanto, os pesquisadores de Toronto descobriram que os materiais se estabilizaram mutuamente. A equipe criou dois dispositivos, que são descritos no papel Lattice ancoragem estabiliza semicondutores processados ​​por solução, publicado na revista Nature .

Um dos dispositivos compreendia uma estrutura de ponto quântico com cerca de 15% de perovskitas, principalmente para uso como célula solar. O outro era composto de perovskitas com pouco menos de 15% de materiais de pontos quânticos e destinado principalmente para uso como um LED.

Estabilidade

A equipe relatou que o material rico em perovskita permaneceu estável a 25 graus Celsius e 30% de umidade por seis meses. No dispositivo de ponto quântico, a agregação de nanopartículas - que comumente afeta o desempenho - foi um quinto que foi observado em dispositivos que usam o mesmo material sem perovskita.

Os pesquisadores agora esperam ver seus resultados aproveitados pela indústria e gostariam de testes realizados para buscar sinergias entre outros materiais similares. "Pesquisadores industriais poderiam experimentar usando diferentes elementos químicos para formar as perovskitas ou pontos quânticos", disse o principal autor do estudo, Mengxia Liu, agora pós-doutorado na Universidade de Cambridge. "O que mostramos é que essa é uma estratégia promissora para melhorar a estabilidade nesses tipos de estruturas".

Liu elogiou o ambiente de trabalho colaborativo que ajudou a levar à descoberta, acrescentando: “A perovskita e os pontos quânticos têm estruturas físicas distintas e as semelhanças entre esses materiais têm sido geralmente negligenciadas. Esta descoberta mostra o que pode acontecer quando combinamos ideias de diferentes campos. ”