Cientistas descobrem nanotubos fotovoltaicos

Uma equipe internacional de pesquisadores liderada pela Universidade de Tóquio descobriu um novo material que, quando enrolado em um nanotubo, gera uma corrente elétrica se exposto à luz. Se for expandida, dizem os cientistas, a tecnologia poderá ser usada em futuros dispositivos solares de alta eficiência.
Imagem: © 2019 Iwasa et al

Os cientistas que investigam várias funções de um nanotubo semicondutor descobriram que um desses materiais - feito de dissulfeto de tungstênio - mostra o efeito fotovoltaico "a granel" ( efeito fotovoltaico a granel , BPVE) com uma eficiência muito superior à de outros materiais conhecidos por mostrar o fenômeno. O BPVE ocorre quando uma corrente é gerada em toda a estrutura de um material, em vez de depender de uma ligação entre os materiais.

"Essencialmente, nosso material de pesquisa gera eletricidade como painéis solares, mas de uma maneira diferente", disse Yoshihiro Iwasa, professor da Universidade de Tóquio. "Demonstramos pela primeira vez que os nanomateriais podem superar um obstáculo que em breve limitará a atual tecnologia solar".

O dissulfeto de tungstênio só tem efeito fotovoltaico quando enrolado em nanotubos. O efeito de massa fotovoltaica ocorre porque o nanotubo não é simétrico e a corrente gerada possui um endereço de entrada preferido. Outros materiais com uma estrutura semelhante de 'simetria de inversão quebrada' mostraram BPVE, mas Iwasa e sua equipe descobriram que, com os nanotubos de dissulfeto de tungstênio, a eficiência de conversão era muito maior do que a observada anteriormente.

"Nossa pesquisa mostra uma melhoria de uma ordem de grandeza na eficiência da BPVE em comparação com a presença em outros materiais", disse Iwasa. O estudo foi publicado na Nature .

Em teoria, a BPVE poderia fornecer aos cientistas o caminho para células solares mais eficientes. No entanto, as eficiências observadas até agora são muito baixas para ir além do laboratório. Iwasa também observou que expandir o nanotubo para um tamanho relevante representa um desafio significativo.

"Apesar desse enorme ganho, nosso nanotubo WS2 ainda não pode ser comparado com o potencial de geração de materiais de ligação de pn", acrescentou. “Isso ocorre porque o dispositivo é nanoscópico e dificilmente aumentará. Mas é possível, e espero que os químicos sejam inspirados a aceitar esse desafio. ”

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