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Célula solar mais eficiente

Composto orgânico é capaz de liberar 2 elétron com um fóton

Flickr/Mike Baker
Célula solar orgânica foi desenvolvida no Massachusetts Institute of Technology’s Center for Excitonics
Por Seth Fletcher

Células solares são exigentes. Se um fóton tem pouca energia, a célula não vai absorvê-lo. Se tem muita, o excesso é perdido na forma de calor. Não importa o que aconteça, uma célula solar de silício nunca pode gerar mais de um elétron a partir de um único fóton. Essa realidade quântica limita severamente a eficiência de conversão de células fotovoltaicas, e cientistas há décadas procuram alternativas.

Agora, pesquisadores do Centro de Excitônica do Instituto de Tecnologia de Massachusetts publicaram uma trabalho  mostrando que uma maior eficiência solar pode ser uma tintura orgânica chamada pentaceno.

Na edição da Science de 18 de abril, Daniel Congreve, Jiye Lee, Nicholas Thompson, Marc Baldo e seis outros mostram que uma célula fotovoltaica baseada em pentaceno pode gerar dois elétrons a partir de um único fóton – mais eletricidade a partir da mesma quantidade de luz. Cientistas consideram que isso pode funcionar. 

O segredo neste caso é um fenômeno chamado de fissão de exciton singlet [NT: ou “exciton único”], em que um fóton gera dois “excitons” (estados excitados) capazes de liberar dois elétrons. Outros pesquisadores já haviam realizado experimentos semelhantes usando pontos quânticos e luz ultravioleta extrema. “O que mostramos aqui”, explica Baldo, além de usar luz visível, “é que esse processo funciona de maneira eficaz em materiais orgânicos”.

A razão de esse processo funcionar ainda não está esclarecido, por enquanto, a célula de pentaceno só funciona numa banda extremamente estreita de luz visível. Mas Baldo declara que deve ser possível criar uma cobertura de pentaceno para células solares de silício que aumente a eficiência de conversão total dos atuais 25% para um pouco mais de 30% - um salto significativo. Desenvolver essa tecnologia é o passo seguinte mais óbvio. “Será que podemos aplicar essa coisa como uma cobertura no silício?”, pergunta Baldo. “Se pudermos fazer isso, ela teria um grande impacto sobre a tecnologia de células solares”.

22abril2013