Uma equipe do CINE utilizou ferramentas computacionais para fazer uma triagem de materiais bidimensionais da fam\u00edlia dos metais de transi\u00e7\u00e3o dicalcogenados (TMDs), identificando os melhores candidatos para uso em c\u00e9lulas solares de alto desempenho. Dentre 72 materiais inicialmente avaliados, apenas tr\u00eas reuniram todas as condi\u00e7\u00f5es para essa aplica\u00e7\u00e3o.<\/p>\n
Totalmente realizado por meio de simula\u00e7\u00f5es computacionais, o estudo permitiu fazer um trabalho que demandaria recursos e tempo muito maiores se fosse feito experimentalmente mediante s\u00edntese e caracteriza\u00e7\u00e3o dos materiais.<\/p>\n
Os metais de transi\u00e7\u00e3o dicalcogenados formam uma fam\u00edlia de materiais que combinam metais de transi\u00e7\u00e3o (como tit\u00e2nio, tungst\u00eanio ou molibd\u00eanio) e elementos calcog\u00eanios (como enxofre, sel\u00eanio ou tel\u00fario). Os TMDs, que podem apresentar diversas propriedades, possuem um importante diferencial em comum: podem ser obtidos em forma de fin\u00edssimas camadas, de apenas tr\u00eas \u00e1tomos de espessura. Devido \u00e0 sua bidimensionalidade e a algumas das suas propriedades el\u00e9tricas e \u00f3pticas, esses materiais despertam interesse para aplica\u00e7\u00e3o em c\u00e9lulas solares.<\/p>\n
No trabalho do CINE, os pesquisadores se concentraram em um grupo de TMDs que tinha sido pouco estudado at\u00e9 o momento. Os pesquisadores buscaram predizer se cada um dos materiais do grupo, e as combina\u00e7\u00f5es entre os mais promissores, apresentavam caracter\u00edsticas necess\u00e1rias para a sua aplica\u00e7\u00e3o em c\u00e9lulas solares: estabilidade, comportamento semicondutor, boa absor\u00e7\u00e3o da luz solar e boa efici\u00eancia na convers\u00e3o da luz em eletricidade.<\/p>\n
Para descrever adequadamente esse conjunto de caracter\u00edsticas de TMDs bidimensionais, os pesquisadores tiveram que desenvolver uma estrutura metodol\u00f3gica que combina tr\u00eas ferramentas computacionais. Al\u00e9m de ser robusta, confi\u00e1vel e f\u00e1cil de usar, a metodologia envolve custos computacionais relativamente baixos, e poder\u00e1 ser utilizada em estudos posteriores.<\/p>\n
\u201cNo estudo descobrimos que, do grupo inicial de 72 materiais, 22 eram est\u00e1veis para s\u00edntese experimental, e 14 poderiam ser aplicados em c\u00e9lulas solares. Entretanto, desses 14, apenas composi\u00e7\u00f5es com 3 desses sistemas forneceriam c\u00e9lulas solares com rendimento interessante do ponto de vista comercial\u201d, diz Alexandre Cavalheiro Dias, p\u00f3s-doc no Programa de Ci\u00eancia Computacional de Materiais e Qu\u00edmica do CINE e coautor do trabalho. As 3 composi\u00e7\u00f5es mais promissoras, que apresentaram cerca de 20% de efici\u00eancia na convers\u00e3o de energia, foram as heterojun\u00e7\u00f5es MoTe2\/MoSe2, MoSe2\/WS2 e MoTe2\/WS2.<\/p>\n
\u201cEste estudo serve como um referencial para produ\u00e7\u00e3o de novas c\u00e9lulas solares, principalmente indicando quais materiais n\u00e3o possuem qualquer aptid\u00e3o para essa aplica\u00e7\u00e3o\u201d, comenta Alexandre, \u201cNa hora de tentar criar de fato a c\u00e9lula solar, o trabalho dar\u00e1 uma dire\u00e7\u00e3o ao pesquisador experimental sobre quais materiais ele poderia utilizar para criar um dispositivo eficiente\u201d, completa.<\/p>\n
O trabalho faz parte do projeto de p\u00f3s-doutorado de Alexandre, sob supervis\u00e3o do professor Juarez L. F. Da Silva, que \u00e9 coordenador do Programa de Ci\u00eancia Computacional de Materiais e Qu\u00edmica no CINE. Os c\u00e1lculos foram realizados no IQSC-USP e no supercomputador SDumont, do Laborat\u00f3rio Nacional de Computa\u00e7\u00e3o Cient\u00edfica.<\/p>\n
\u2014\u2014\u2014\u2014\u2014\u2014<\/p>\n
Refer\u00eancia do artigo cient\u00edfico:\u00a0<\/strong>Excitonic Effects on Two-Dimensional Transition-metal Dichalcogenide Monolayers: The Impact on the Solar Cell Efficiency. Alexandre Cavalheiro Dias, Helena de Souza Bragan\u00e7a Rocha, Jo\u00e3o Paulo A. de Mendon\u00e7a, Juarez L. F. Da Silva. ACS Appl. Energy Mater. 2021, 4, 3265\u22123278.\u00a0https:\/\/pubs.acs.org\/doi\/10.1021\/acsaem.0c03039<\/a>.<\/p>\n Autores do artigo que s\u00e3o membros do CINE:\u00a0<\/strong>Alexandre Cavalheiro Dias (p\u00f3s-doc, IQSC-USP),\u00a0<\/strong>Helena de Souza Bragan\u00e7a Rocha (professora da UnB, colaboradora do CINE), Jo\u00e3o Paulo A. de Mendon\u00e7a (p\u00f3s-doc, IQSC-USP) e Juarez L. F. Da Silva (professor do IQSC-USP).<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Uma equipe do CINE utilizou ferramentas computacionais para fazer uma triagem de materiais bidimensionais da fam\u00edlia dos metais de transi\u00e7\u00e3o dicalcogenados (TMDs), identificando os melhores candidatos para uso em c\u00e9lulas solares de alto desempenho. Dentre 72 materiais inicialmente avaliados, apenas tr\u00eas reuniram todas as condi\u00e7\u00f5es para essa aplica\u00e7\u00e3o. Totalmente realizado por meio de simula\u00e7\u00f5es computacionais, o estudo permitiu fazer um trabalho que demandaria recursos e tempo muito maiores se fosse…<\/p>\n","protected":false},"author":3,"featured_media":4196,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_monsterinsights_skip_tracking":false,"_monsterinsights_sitenote_active":false,"_monsterinsights_sitenote_note":"","_monsterinsights_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[131],"tags":[],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.cine.org.br\/pb\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/4195"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.cine.org.br\/pb\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.cine.org.br\/pb\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.cine.org.br\/pb\/wp-json\/wp\/v2\/users\/3"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.cine.org.br\/pb\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=4195"}],"version-history":[{"count":3,"href":"https:\/\/www.cine.org.br\/pb\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/4195\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":4839,"href":"https:\/\/www.cine.org.br\/pb\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/4195\/revisions\/4839"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.cine.org.br\/pb\/wp-json\/wp\/v2\/media\/4196"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.cine.org.br\/pb\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=4195"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.cine.org.br\/pb\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=4195"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.cine.org.br\/pb\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=4195"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}