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Células fotovoltaicas orgânicas com desempenho recorde

03.12.2018

Cientistas de materiais da Universidade de Erlangen - Nuremberg estabeleceram um novo recorde para a eficiência de células fotovoltaicas orgânicas que não usam fulerenos. Por meio de várias otimizações complexas, eles alcançaram uma eficiência de conversão de energia de 12,25% por centímetro quadrado. Alcançar esta área foi necessário iniciar a produção de protótipos funcionais.

Nos últimos anos, progressos significativos foram feitos no campo dos sistemas fotovoltaicos orgânicos (OPS). Na maioria dos casos, as células solares orgânicas consistem em duas camadas de semicondutores - uma delas serve como doador de elétrons e a outra como aceptora ou condutora de elétrons. Em contraste com as células de silício, que são obtidas a partir de uma fusão ou deposição a vácuo, as camadas de polímero em OFS são obtidas por deposição direta de uma solução em um filme transportador. Por um lado, isso significa custos de produção relativamente baixos e, por outro lado, esses módulos flexíveis são mais fáceis de usar do que os de silício em ambientes urbanos apertados. Por muito tempo, os fulerenos - nanopartículas de carbono - foram considerados aceptores ideais, mas as perdas inerentes aos compósitos à base de fulereno reduzem significativamente sua eficácia. Assim, o resultado obtido na Universidade de Erlangen-Nuremberg leva a uma mudança de paradigma nesta área.

Aumentos significativos em eficiência e confiabilidade significam que OFSs híbridos imprimíveis estão se tornando comercialmente viáveis. No entanto, para criar protótipos adequados para aplicações práticas, a tecnologia deve ser transferida de milímetros quadrados de laboratório para uma área padrão de um centímetro quadrado.

Os cientistas conseguiram reduzir significativamente as perdas ajustando os parâmetros de absorção de luz, os níveis de energia e a microestrutura dos semicondutores orgânicos. O principal objetivo desta otimização foi a compatibilidade do doador e do aceitador e o equilíbrio entre densidade de corrente e tensão no circuito, o que é importante para a potência da energia gerada.

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A existência de uma regra de entropia para o emaranhamento quântico foi comprovada 09.05.2024

A mecânica quântica continua a nos surpreender com seus fenômenos misteriosos e descobertas inesperadas. Recentemente, Bartosz Regula do Centro RIKEN de Computação Quântica e Ludovico Lamy da Universidade de Amsterdã apresentaram uma nova descoberta que diz respeito ao emaranhamento quântico e sua relação com a entropia. O emaranhamento quântico desempenha um papel importante na moderna ciência e tecnologia da informação quântica. No entanto, a complexidade da sua estrutura torna a sua compreensão e gestão um desafio. A descoberta de Regulus e Lamy mostra que o emaranhamento quântico segue uma regra de entropia semelhante à dos sistemas clássicos. Esta descoberta abre novas perspectivas na ciência e tecnologia da informação quântica, aprofundando a nossa compreensão do emaranhamento quântico e a sua ligação à termodinâmica. Os resultados do estudo indicam a possibilidade de reversibilidade das transformações de emaranhamento, o que poderia simplificar muito seu uso em diversas tecnologias quânticas. Abrindo uma nova regra ... >>

Mini ar condicionado Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

O verão é uma época de relaxamento e viagens, mas muitas vezes o calor pode transformar essa época em um tormento insuportável. Conheça um novo produto da Sony – o minicondicionador Reon Pocket 5, que promete deixar o verão mais confortável para seus usuários. A Sony lançou um dispositivo exclusivo - o minicondicionador Reon Pocket 5, que fornece resfriamento corporal em dias quentes. Com ele, os usuários podem desfrutar do frescor a qualquer hora e em qualquer lugar, simplesmente usando-o no pescoço. Este miniar condicionado está equipado com ajuste automático dos modos de operação, além de sensores de temperatura e umidade. Graças a tecnologias inovadoras, o Reon Pocket 5 ajusta o seu funcionamento em função da atividade do utilizador e das condições ambientais. Os usuários podem ajustar facilmente a temperatura usando um aplicativo móvel dedicado conectado via Bluetooth. Além disso, camisetas e shorts especialmente desenhados estão disponíveis para maior comodidade, aos quais um mini ar condicionado pode ser acoplado. O dispositivo pode, oh ... >>

Energia do espaço para Starship 08.05.2024

A produção de energia solar no espaço está se tornando mais viável com o advento de novas tecnologias e o desenvolvimento de programas espaciais. O chefe da startup Virtus Solis compartilhou sua visão de usar a Starship da SpaceX para criar usinas orbitais capazes de abastecer a Terra. A startup Virtus Solis revelou um ambicioso projeto para criar usinas de energia orbitais usando a Starship da SpaceX. Esta ideia poderia mudar significativamente o campo da produção de energia solar, tornando-a mais acessível e barata. O cerne do plano da startup é reduzir o custo de lançamento de satélites ao espaço usando a Starship. Espera-se que este avanço tecnológico torne a produção de energia solar no espaço mais competitiva com as fontes de energia tradicionais. A Virtual Solis planeja construir grandes painéis fotovoltaicos em órbita, usando a Starship para entregar os equipamentos necessários. Contudo, um dos principais desafios ... >>

Novo método para criar baterias poderosas 08.05.2024

Com o desenvolvimento da tecnologia e a expansão do uso da eletrónica, a questão da criação de fontes de energia eficientes e seguras torna-se cada vez mais urgente. Pesquisadores da Universidade de Queensland revelaram uma nova abordagem para a criação de baterias de alta potência à base de zinco que podem mudar o cenário da indústria energética. Um dos principais problemas das baterias recarregáveis tradicionais à base de água era a sua baixa voltagem, o que limitava a sua utilização em dispositivos modernos. Mas graças a um novo método desenvolvido por cientistas, esta desvantagem foi superada com sucesso. Como parte de sua pesquisa, os cientistas recorreram a um composto orgânico especial - o catecol. Acabou por ser um componente importante que pode melhorar a estabilidade da bateria e aumentar a sua eficiência. Esta abordagem levou a um aumento significativo na tensão das baterias de iões de zinco, tornando-as mais competitivas. Segundo os cientistas, essas baterias têm várias vantagens. Eles têm b ... >>

Teor alcoólico da cerveja quente 07.05.2024

A cerveja, por ser uma das bebidas alcoólicas mais comuns, tem um sabor único, que pode mudar dependendo da temperatura de consumo. Um novo estudo realizado por uma equipe internacional de cientistas descobriu que a temperatura da cerveja tem um impacto significativo na percepção do sabor alcoólico. O estudo, liderado pelo cientista de materiais Lei Jiang, descobriu que em diferentes temperaturas, as moléculas de etanol e água formam diferentes tipos de aglomerados, o que afeta a percepção do sabor alcoólico. Em baixas temperaturas, formam-se mais aglomerados piramidais, o que reduz a pungência do sabor do "etanol" e torna a bebida menos alcoólica. Pelo contrário, à medida que a temperatura aumenta, os cachos tornam-se mais semelhantes a cadeias, resultando num sabor alcoólico mais pronunciado. Isto explica porque o sabor de algumas bebidas alcoólicas, como o baijiu, pode mudar dependendo da temperatura. Os dados obtidos abrem novas perspectivas para os fabricantes de bebidas, ... >>

Notícias aleatórias do Arquivo

Um novo tipo de quasicristais estranhos 17.01.2019

Físicos e químicos da Brown University criaram pela primeira vez uma rede quase cristalina de automontagem, consistindo de pontos quânticos de forma estritamente definida. Redes quasicristalinas semelhantes já foram descritas matematicamente e calculadas no decorrer de complexas simulações de computador mais de uma vez, mas ninguém foi capaz de demonstrar sua criação, como dizem, ao vivo.

Lembramos aos nossos leitores que os cristais são estruturas constituídas por componentes homogêneos e que possuem simetria em uma ou mais coordenadas espaciais. Em outras palavras, se pegarmos qualquer seção do cristal e a deslocarmos para uma certa distância ao longo do eixo de simetria, a estrutura da seção deslocada coincidirá completamente com a estrutura da seção "não deslocada". Os quasicristais não têm essa simetria, seus componentes estão dispostos no espaço de maneira ordenada, mas a estrutura de um quasicristal não se repete.

A descrição matemática dos quasicristais é bastante fácil de criar, mas, como se pensava anteriormente, a criação de estruturas cristalinas aperiódicas na realidade é impossível. Há algum tempo, cientistas já observaram indícios da existência de quase-cristais em ligas de alumínio que passaram por um complexo processo de síntese e tratamento térmico, e esse fato foi a primeira confirmação da possibilidade de sua existência. Atualmente, o fato da existência de quasicristais é considerado já comprovado, e eles são considerados um novo tipo de material potencialmente útil.

Então vamos voltar ao material criado na Brown University. Curiosamente, os cientistas inicialmente nem pensaram em quasicristais, sua tarefa era encontrar novos métodos para construir macroestruturas a partir de componentes nanométricos. Um dos tipos de componentes era um ponto quântico piramidal, uma partícula tetraédrica, com cerca de um nanômetro de tamanho. Cálculos preliminares mostraram que tal forma permitirá "empacotar" em um determinado volume de espaço um número maior de tais partículas do que partículas de forma esférica tradicional.

As partículas tetraédricas tinham mais uma característica, elas se comportavam e interagiam com partículas vizinhas de maneiras diferentes, dependendo de sua orientação espacial atual. E como resultado disso, depois de um tempo, todas as partículas se ordenaram espontaneamente, criando uma estrutura complexa, que é conhecida como super-rede quase transparente.

Estudos de microscopia eletrônica dessa estrutura mostraram que as partículas formam padrões decagonais, unidos por uma simetria de um tipo nunca encontrado em cristais tradicionais. A única exceção são os limites do material, onde, para preencher o espaço de maneira ideal, as partículas são combinadas em padrões com menos cantos.

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