Cientistas chineses alcançam recorde de 20% eficiência em célula solar orgânica

Cientistas chineses alcançam recorde de eficiência de 20% em célula solar orgânica de junção única.

Pesquisadores da Universidade de Tecnologia de Wuhan, na China, projetaram e sintetizaram um novo aceptor não fulereno para células solares orgânicas. Um dos dispositivos fabricados por eles alcançou a maior eficiência certificada já relatada para células solares orgânicas de junção única.

Uma equipe de cientistas da Universidade de Tecnologia de Wuhan, na China, melhorou a eficiência de conversão de energia de uma célula solar orgânica após fabricar um dispositivo usando um recém desenvolvido aceptor não fulereno.

No artigo acadêmico “Molecular interaction induced dual fibrils towards organic solar cells with certified efficiency over 20%”, publicado no periódico Nature Communications, os pesquisadores dizem que melhorar as ordens de estrutura e otimizar a morfologia em nano escala de semicondutores orgânicos desempenhará um papel crítico na obtenção de altas eficiências de células solares orgânicas.

Para testar a teoria, os cientistas projetaram e sintetizaram um novo aceptor não fulereno, o L8-ThCl, para atuar como o terceiro componente ao lado de um sistema hospedeiro PM6:L8-BO. Eles dizem que adicionar L8-ThCl ajudou a ampliar e definir as nano fibrilas de doadores de polímeros.

“Descobrimos que as cadeias PM6 de ponta bem organizadas podem ser torcidas em orientação de face pela interação dipolo-dipolo com L8-ThCl e refinadas em nano fibrilas com pilhas π−π aprimoradas e mais densas”, explicam os cientistas no artigo. “Enquanto isso, a boa miscibilidade e interações intermoleculares entre L8-BO e L8-ThCl em dímeros compactados em forma de W e S podem efetivamente fortalecer e regular as redes de compactação de aceitadores em fibrilas unidimensionais com alta cristalinidade”.

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Durante os testes, a equipe fabricou dois dispositivos – PM6:L8-ThCl/L8-BO:L8-ThCl e D18:L8-ThCl/L8-BO:L8-ThCl – que registraram eficiências significativamente aumentadas, de 19,4% e 20,1%, respectivamente.

O PCE deste último foi certificado em 20%, o que, de acordo com os cientistas, é a maior eficiência certificada relatada para células solares orgânicas de junção única até o momento.

Na conclusão do artigo, os cientistas dizem que a estratégia “oferece uma perspectiva encorajadora sobre a manipulação de agregação molecular de semicondutores orgânicos para superar a eficiência de marco de 20% das células solares orgânicas”.

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