Pequenos amassados ​​em células solares podem torná-los mais eficientes do que nunca

Procurando uma maneira de tornar os painéis solares mais eficientes? Por que não tentar colocar um dente nelas? Não, não é uma solução “conserte a TV batendo a mão nela”, mas uma descoberta realmente demonstrável de pesquisadores da Universidade de Warwick, no Reino Unido.


Isso não é algo que você poderia fazer com seu próprio painel solar em casa por meio de uma escada e um martelo, no entanto. Em vez disso, a pesquisa mostra que é possível extrair energia extra das células solares deformando os minúsculos cristais tipo-p e tipo-n em semicondutores fotovoltaicos.

A maioria dos painéis solares comerciais é composta de duas camadas, que criam uma junção na fronteira onde os semicondutores do tipo p carregados positivamente e do tipo n carregados negativamente se encontram. Quando a célula solar absorve a luz, essa junção divide os portadores foto-excitados em direções opostas, gerando corrente e tensão. Mas, embora essa junção seja crucial para a produção de eletricidade, ela também vem com um limite - chamado de limite Shockley-Queisser - que impede que mais de 33,7% da energia solar seja transformada em eletricidade.

Para sua demonstração, os pesquisadores da Warwick usaram dicas condutivas para forçar semicondutores em um dispositivo chamado de nanodentro, que deformava os cristais individuais. Ao tornar os semicondutores não simétricos, eles foram capazes de criar algo chamado "efeito fotovoltaico em massa", outra forma de coletar a carga. A combinação dessas duas abordagens resultou em maior eficiência das células solares e na chance de gerar mais energia elétrica a partir da luz solar.


"Este efeito flexo-fotovoltaico é um novo efeito", disse Marin Alexe, professor do Departamento de Física da Warwick, à Digital Trends. “Isso mostra que, ao projetar a deformação aplicada, qualquer semicondutor pode ser transformado em um gerador fotovoltaico sem a necessidade de doping químico ou qualquer outro processamento. Ainda não avaliamos detalhadamente a eficácia desse efeito. Mas, em princípio, não há nada que impeça combinar os dois efeitos, a colheita clássica usando junções pn e o presente efeito flexo-PV ”.

Então, o que vem a seguir para a pesquisa? E, mais importante, quando será capaz de colocar as mãos nessas células solares mais eficientes? "Em seguida, gostaríamos de entender o mecanismo microscópico desse efeito fotovoltaico em massa intrigante, que permanece como a base do efeito flexo-PV", continuou Alexe. "Então, procuraremos quantificar o ganho e a eficiência em escala macro e nano."

Alexe reconheceu que este poderia ser o início de um "longo e doloroso processo de otimização e engenharia". No entanto, a equipe apresentou um pedido de patente para reivindicar seu trabalho. Agora eles só precisam encontrar alguns parceiros industriais para desenvolver suas ideias.


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