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Domingo, Maio 22, 2022

Prevendo o desempenho da célula solar a partir de espectroscopia de terahertz e micro-ondas – ScienceDaily

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Muitos materiais semicondutores são possíveis candidatos para células solares. Nos últimos anos, os semicondutores de perovskita em particular têm atraído atenção, pois são baratos e fáceis de processar e permitem alta eficiência. Agora, um novo estudo mostra como terahertz (TRTS) e espectroscopia de microondas (TRMC) podem ser usados ​​para determinar de forma confiável a mobilidade e a vida útil dos portadores de carga em novos materiais semicondutores. Usando esses dados de medição, é possível prever antecipadamente a eficiência potencial da célula solar e classificar as perdas na célula acabada.

As propriedades mais importantes de um semicondutor a ser usado como célula solar incluem a mobilidade e o tempo de vida dos elétrons e “buracos”. Ambas as grandezas podem ser medidas sem contatos com métodos espectroscópicos usando terahertz ou radiação de micro-ondas. No entanto, os dados de medição encontrados na literatura muitas vezes diferem em ordens de magnitude. Isso tornou difícil usá-los para avaliações confiáveis ​​da qualidade do material.

Amostras de referência medidas

“Queríamos chegar ao fundo dessas diferenças e contatamos especialistas de um total de 15 laboratórios internacionais para analisar as fontes típicas de erro e problemas com as medições”, diz o Dr. Hannes Hempel da equipe HZB liderada pelo Dr. Thomas Unold . Os físicos do HZB enviaram amostras de referência produzidas pela equipe do Dr. Martin Stolterfoht na Universidade de Potsdam para cada laboratório com o composto semicondutor de perovskita (Cs,FA,MA)Pb(I,Br)3) otimizado para estabilidade.

Melhores dados para melhor previsão

Um resultado do trabalho conjunto é a determinação significativamente mais precisa das propriedades de transporte com espectroscopia de terahertz ou micro-ondas. “Podemos identificar alguns pontos nevrálgicos que devem ser considerados antes que as medições reais ocorram, o que nos permite chegar a um acordo significativamente melhor dos resultados”, enfatiza Hempel.

Outro resultado do estudo: Com dados de medição confiáveis ​​e uma análise mais avançada, as características da célula solar também podem ser calculadas com mais precisão. “Acreditamos que essa análise seja de grande interesse para a pesquisa fotovoltaica, pois prevê a máxima eficiência possível do material em uma célula solar e revela a influência de diversos mecanismos de perda, como barreiras de transporte”, diz Unold. Isso se aplica não apenas à classe de materiais de semicondutores de perovskita, mas também a outros novos materiais semicondutores, que podem ser testados mais rapidamente quanto à sua potencial adequação.

Fonte da história:

Materiais fornecido por Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie. Nota: O conteúdo pode ser editado para estilo e duração.



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