Eficiência das células solares pode chegar a 66%

Descobertas publicadas na revista Science detalham como duplicar a eficiências dos painéis solares, que atualmente não ultrapassam os 31% de captação em laboratório e apenas 16% nos modelos comerciais, através da tecnologia de pontos quânticos

Cientistas da Universidade do Texas, nos Estados Unidos, identificaram um novo método para capturar energia solar em bandas mais altas para a conversão em eletricidade nas atuais células solares de silício. Esta energia atualmente é perdida na forma calor, pois as células de silício no mercado conseguem aproveitar apenas os fótons (partículas de luz) com uma determinada quantidade de energia, com uma eficiência de no máximo 16%.

A equipe de Xiaoyang Zhu, diretor do Centro de Química de Materiais, descobriu que através da redução da velocidade de resfriamento dos‘ elétrons quentes’ e da sua captura antes que  percam energia, a eficiência das células solares pode ser aprimorada chegando até 66%.

Para o primeiro passo, Zhu citou pesquisas realizadas na Universidade de Chicago em 2008, utilizando nanocristais (também chamados de pontos quânticos) de selenide de chumbo (PbSe), um semicondutor como o silício. Porém, os pontos quânticos podem capturar os elétrons quentes por mais tempo, reduzindo a sua velocidade de resfriamento que de acordo com pesquisas pode ser de até mil vezes, explica a Discover Magazine.  

A equipe de Zhu desvendou a segunda parte deste desafio, utilizando um condutor de elétrons feito de dióxido de titânio para ‘prender’ o calor liberado pelos elétrons.

O cientista ponderou que apesar do experimento ser um avanço significativo, é preciso mais pesquisas e engenharia para produzir as células solares de alta eficiência.

“Os combustíveis fósseis exigem um enorme custo ambiental. Não há razão porque não poderemos utilizar energia solar a 100% dentro de 50 anos”, explicou Zhu.

Apenas um problema precisa ser resolvido antes que as células eficientes possam competir com as de silício, a conexão para o aproveitamento de toda esta corrente elétrica. 

“Se retirarmos elétrons das células solares que são assim tão rápidos, ou quentes, também perdemos energia no fio na forma de calor”, comentou Zhu. “Nosso próximo objetivo é ajustar a química na interface com o fio condutor para poder minimizar esta perda adicional de energia”.

Mais informações no site da Universidade do Texas em Austin

Veja o artigo na Science 

Imagem: Xiaoyang Zhu, diretor do Centro de Química de Materiais da Universidade do Texas / Marsha Miller