Cientistas projetam nova e mais eficiente geração de células solares

Esta semana, dois grupos de pesquisadores anunciaram avanços na direção de células solares mais eficientes, as chamadas “quantum dot solar cells”, ou células solares de ponto quântico. O objetivo é capturar a parte da energia solar que é perdida normalmente como calor.

Um dos grupos, pesquisadores do National Renewable Energy Laboratory (NREL), anunciou o desenvolvimento de pontos quânticos,  minúsculos cristais de poucos nanômetros de tamanho, capazes de capturar fótons de alta energia que as células solares de hoje não conseguem. Outra equipe, formada por pesquisadores da Universidade do Texas em Austin, desenvolveu um material semicondutor de plástico que foi capaz de dobrar o número de elétrons produzidos a partir de um fóton de luz. Capturar “elétrons quentes” normalmente perdidos como calor promete células solares que trabalham em 44 por cento de eficiência, muito além do limite teórico de hoje de 31 por cento, de acordo com o químico Xiaoyang Zhu da Universidade do Texas em Austin.

Em células solares convencionais, os fótons da luz solar transferem sua energia para  elétrons. Uma vez “excitado” pela luz, um elétron salta de uma camada de semicondutores para a outra para formar uma corrente elétrica em um circuito. Ambos os grupos de pesquisadores estão trabalhando para tirar proveito de um fenômeno chamado Generation exciton Múltipla (MEG), onde um fóton ao atingir uma célula solar pode gerar mais de um elétron.

O aproveitamento desse processo pode permitir aos cientistas criar materiais capazes de extrair energia utilizável a partir de fótons de alta energia na parte violeta e ultravioleta do espectro, de acordo com um artigo na revista Science. Mas, na prática, a construção de dispositivos eficazes solar tem sido difícil.
 Matt Beard, um cientista sênior e autor de um artigo na Science sobre o tema, comentou que “utilizando pontos quânticos como o material absorvente, você pode converter melhor aquela eletricidade dos fótons de alta energia”. Mas a eficiência global da célula precisa ser melhorada e vai demorar pelo menos cinco anos antes de pontos quânticos células solares são comerciais, disse ele.

A equipe da Universidade do Texas estudou as condições para o processo eletrônico MEG múltiplos em pentaceno, um semicondutor de plástico que poderia levar a barata células solares, disse Zhu. “Combinado com as vastas possibilidades de desenho molecular e síntese, a nossa descoberta abre as portas para uma nova e excitante abordagem para a conversão de energia solar, levando a ganhos de eficiência muito maior”, disse ele em um comunicado.

Fonte: CNET News