Cientistas da Universidade de Swansea, no País de Gales, desenvolveram um método muito sensível para detectar as minúsculas assinaturas das chamadas armadilhas de carga em semicondutores orgânicos.
A pesquisa, publicada na Nature Communications e apoiada pelo governo galês por meio do Fundo Europeu de Desenvolvimento Regional, pode mudar a visão sobre o que limita o desempenho das células solares orgânicas, fotodetectores e OLEDs.
Semicondutores orgânicos são materiais feitos principalmente de carbono e hidrogênio, que podem ser flexíveis, de baixo peso e coloridos.
Eles são os principais componentes em telas OLED, células solares e fotodetectores que podem distinguir cores diferentes e até mesmo imitar os bastonetes e cones do olho humano.
Cargas adicionais podem ser geradas
A eficiência das células solares orgânicas para converter luz solar em eletricidade atingiu recentemente 18% e a corrida começou para realmente entender os fundamentos de como elas funcionam.
“Por muito tempo, imaginamos que algumas cargas geradas pela luz do sol podem ficar presas na camada semicondutora da célula solar, mas nunca fomos capazes de provar isso”, comentou Nasim Zarrabi, autora principal da pesquisa e estudante da Universidade de Swansea.
“Essas armadilhas tornam as células solares menos eficientes, os fotodetectores menos sensíveis e uma TV OLED menos brilhante. Então, realmente, precisamos de uma maneira de estudá-los e, em seguida, entender como evitá-los. Isso é o que motiva nosso trabalho e motivo dessas descobertas recentes serem tão importantes”, completou Zarrabi.
A autora principal da pesquisa, Nasim Zarrabi, medindo a foto-resposta de células solares orgânicas no Laboratório de Optoeletrônica. Imagem: Universidade de Swansea/Reprodução
De acordo com o líder da pesquisa, Dr. Ardalan Armin, normalmente, as armadilhas são becos sem saída, por assim dizer. No estudo foi verificado que também havia geração de cargas, em vez de aniquilação completa.
“Nós previmos que talvez isso pudesse acontecer, mas até agora não tínhamos a precisão experimental para detectar essas cargas geradas por meio de armadilhas”, comentou Dr. Armin.
O Dr. Oskar Sandberg, o teórico por trás do trabalho, declarou que há vários anos espera por essa precisão experimental.
“O que observamos experimentalmente é conhecido no silício e no arsenieto de gálio como células solares de banda intermediária. Em células solares orgânicas nunca foi demonstrado que as armadilhas podem gerar cargas”, disse Dr. Sandberg.
De fato, conforme constatado na pesquisa, as cargas adicionais geradas pelas armadilhas não são benéficas para a geração de muita eletricidade porque são muito pequenas. “Mas é suficiente que poder estudar esses efeitos e, talvez, encontrar maneiras de controlá-los para fazer melhorias genuínas no desempenho do dispositivo”, conclui Dr. Sandberg.
Fonte: Phys.org
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