De acordo com pt.wedoany.com-Recentemente, uma equipe de pesquisa do Instituto de Ciência e Tecnologia da Áustria (Institute of Science and Technology Austria) descobriu que o segredo para as células solares de perovskita de baixo custo e repletas de defeitos estruturais se aproximarem da eficiência das células tradicionais de silício está na rede de "paredes de domínio" existente no interior do cristal. Essas paredes de domínio conseguem separar ativamente elétrons e lacunas, impedindo sua rápida recombinação, permitindo assim um transporte de carga eficiente.
Na tecnologia solar tradicional, a pureza dos cristais de silício praticamente não admite imperfeições. Cada defeito pode se tornar uma armadilha para capturar cargas, resultando em perda de energia. Portanto, a produção de wafers de silício adequados para células solares requer um processo de refino de alto custo e alto consumo de energia. Já as células solares de perovskita seguem um caminho completamente diferente. Esses compostos de halogeneto de chumbo cultivados em solução são naturalmente repletos de defeitos estruturais. Embora, pela lógica dos materiais de silício, esse material não devesse ter um bom desempenho fotovoltaico, sua eficiência tem aumentado continuamente nos últimos 15 anos, aproximando-se atualmente do nível das células de silício monocristalino.
Para resolver essa contradição, os pesquisadores do ISTA, Dmytro Rak e Zhanybek Alpichshev, levantaram a hipótese de que existe uma força de campo elétrico dentro do cristal de perovskita que consegue separar ativamente elétrons e lacunas, impedindo sua recombinação. A equipe utilizou técnicas ópticas não lineares para injetar cargas profundamente no material e testar, descobrindo que, mesmo sem tensão aplicada, uma corrente sempre era gerada na mesma direção, indicando que o próprio material possui a capacidade de separar cargas.
Os pesquisadores então usaram íons de prata como "sondas" para revelar a origem dessa força de separação. Como a perovskita pode conduzir íons, Rak introduziu íons de prata no cristal, que migraram naturalmente e se acumularam ao longo de fronteiras estruturais específicas — as paredes de domínio. Após converter os íons de prata em prata metálica, uma rede densa e interconectada de paredes de domínio tornou-se claramente visível ao microscópio. Quando pares de carga foto-gerados se formam perto das paredes de domínio, o campo elétrico local imediatamente puxa elétrons e lacunas para lados opostos, fazendo com que se transportem por longas distâncias ao longo das paredes de domínio, convertendo-se assim em energia elétrica utilizável. Essa rede de paredes de domínio transforma estruturas antes consideradas defeitos em uma infraestrutura para o funcionamento eficiente de todo o sistema.
Esta descoberta oferece uma nova abordagem para melhorar o desempenho das células solares de perovskita. Anteriormente, a principal direção de otimização era focada no ajuste da composição química, enquanto este estudo aponta para um caminho completamente novo: otimizar o transporte de carga através da engenharia direta da estrutura das paredes de domínio dentro do cristal. Essa abordagem tem o potencial de aumentar ainda mais a eficiência das células solares de perovskita, mantendo ao mesmo tempo o processo de preparação de baixo custo em solução.
