Uma equipe conjunta de pesquisa da Universidade Nacional de Taiwan, da Universidade Nacional Chiao Tung e da Universidade Nacional Tsing Hua obteve recentemente avanços na área de células fotovoltaicas orgânicas. Ao ajustar a estrutura da cadeia lateral molecular de materiais orgânicos, a equipe melhorou a eficiência de conversão de energia das células para 18,13%.
Esta pesquisa concentrou-se em um material chave chamado aceptor não-fulerênico. Os pesquisadores sintetizaram uma série de moléculas em forma de "C" e investigaram sistematicamente o impacto do comprimento flexível de suas cadeias laterais no desempenho. A equipe descobriu que, quando o comprimento da cadeia lateral atinge um ponto de equilíbrio, as moléculas podem reduzir a agregação excessiva, mantendo conexões eficazes de transporte de carga, alcançando assim um desempenho ideal. O artigo científico foi publicado na revista Advanced Functional Materials.
A equipe de pesquisa utilizou diversas técnicas analíticas avançadas, incluindo espectroscopia ultrarrápida e espalhamento de raios X de sincrotron, para validar os materiais. Os dados mostraram que as moléculas otimizadas formaram uma rede suave e interconectada com o polímero doador, e sua velocidade de transporte de carga também foi aprimorada. O Dr. Bi-Tai Chou, professor de Química da Universidade Nacional de Taiwan e coautor correspondente, afirmou: "Este estudo abrangente demonstra que o controle preciso da estrutura molecular é fundamental para desbloquear a próxima geração de energia solar de alta eficiência."
Esta pesquisa em engenharia molecular fornece um roteiro claro para o desenvolvimento de materiais fotovoltaicos orgânicos de alto desempenho. O dispositivo otimizado não só melhora a eficiência da célula fotovoltaica, como também apresenta boa estabilidade. Esta conquista demonstra o potencial para o avanço da tecnologia de energia solar por meio da colaboração interdisciplinar e do design molecular preciso.
