Uma equipe de pesquisa conjunta do Instituto Coreano de Ciência e Tecnologia (KAIST) e da Universidade Nacional de Incheon desenvolveu uma nova tecnologia para aprimorar o desempenho de células solares de seleneto de antimônio (ASSe) por meio do controle de temperatura. Publicado no Journal of Materials Chemistry A, o estudo revela o mecanismo pelo qual a taxa de aquecimento afeta o crescimento cristalino e o transporte de carga.

O ASSe, um material ecológico para células solares, é composto pelos elementos abundantes na Terra, antimônio e selênio, e não contém substâncias nocivas como cádmio e chumbo. Sua forte absorção de luz e excelente estabilidade térmica o tornam adequado para produção em larga escala e de baixo custo. No entanto, as células solares convencionais de SSe sofrem de orientação cristalina aleatória e defeitos estruturais, que dificultam o transporte de carga e limitam a eficiência da conversão.

A equipe de pesquisa descobriu que a taxa de aquecimento durante o processo de tratamento térmico é um fator-chave que afeta a estrutura cristalina. Utilizando microscopia eletrônica de varredura e análise de difração de raios X, a equipe, liderada pelos pesquisadores Dae-Hwan Kim e Kee-Jeong Yang, confirmou que uma taxa de aquecimento mais rápida promove o alinhamento ordenado dos cristais. O Professor Yang declarou: "Esta pesquisa fornece uma nova abordagem para abordar as questões de orientação de cristais e defeitos estruturais em células solares de SSe."

Os resultados experimentais mostraram que o aquecimento lento leva ao crescimento aleatório de cristais, resultando em numerosos defeitos e dificultando o transporte de carga. O processo de aquecimento rápido forma uma estrutura cristalina uniformemente alinhada, reduzindo a densidade de defeitos e permitindo um fluxo de elétrons mais suave. Este método de otimização das propriedades do material por meio do controle da taxa de crescimento dos cristais fornece suporte técnico para a comercialização de células solares de seleneto de antimônio.

Esta técnica de controle de temperatura melhora significativamente a eficiência do dispositivo por meio de melhorias simples no processo, demonstrando a importância de controlar o crescimento dos cristais no início do processo de fabricação. Os pesquisadores sugerem que esta abordagem tem o potencial de impulsionar o desenvolvimento e a futura comercialização de módulos de grande área.