As filas de módulos solares azuis que pontuam paisagens e telhados são tipicamente feitas de silício cristalino, o cavalo de batalha em praticamente todos os dispositivos eletrônicos.
Na tecnologia solar, o telureto de cádmio poderia substituir o silício.
Durante a última década, os pesquisadores da Universidade do Estado do Colorado (CSU) foram pioneiros em estudos para melhorar o desempenho e o custo da energia solar, produzindo e testando novos materiais que vão além das capacidades do silício. Eles se concentraram em um material que promete substituir o silício: telureto de cádmio.
Em colaboração com colegas da Loughborough University na Grã-Bretanha, pesquisadores do Next Generation Photovoltaics Center da CSU conseguiram um avanço decisivo sobre como o desempenho das células solares de película fina de telureto de cádmio pode ser melhorado ainda mais com a adição de selênio.
Os resultados da pesquisa foram publicados na revista "Nature Energy".
"Nosso relatório vai tão longe quanto um entendimento fundamental do que acontece quando ligamos selênio para formar telureto de cádmio", disse Kurt Barth, diretor do Next Generation Photovoltaics Center e professor associado do Departamento de Engenharia Mecânica.
Até agora, não ficou claro por que a adição de selênio atingiu um recorde de eficiência de célula solar de telureto de cádmio de mais de 22 por cento.
Juntamente com os funcionários da CSU, WS Sampath e Amit Munshi, Barth e uma equipe internacional resolveram esse mistério. Seus experimentos mostraram que o selênio supera os efeitos de defeitos atômicos em cristais de telureto de cádmio, abrindo um novo caminho para a energia solar generalizada e mais barata.
Os filmes finos de telureto de cádmio produzidos pela equipe da CSU no laboratório usam 100 menos material que as células solares de silício convencionais.
Eles são, portanto, mais fáceis de fabricar e absorver a luz do sol em um comprimento de onda quase ideal. A eletricidade gerada pelas células fotovoltaicas de telureto de cádmio é a mais rentável na indústria solar e reduz os combustíveis fósseis em muitas partes do mundo.
De acordo com o relatório, é menos provável que os elétrons que são gerados quando a luz solar atinge o painel solar branqueado sejam capturados e perdidos nos defeitos do material.
Esses defeitos surgem durante o crescimento nas fronteiras entre os grãos de cristal. Isso aumenta a quantidade de energia obtida de cada célula solar.
Trabalhando com os materiais produzidos na CSU usando métodos avançados de deposição, a equipe descobriu esse comportamento inesperado ao registrar a quantidade de luz emitida pelos módulos solares contendo selênio.
Como o selênio não é distribuído uniformemente pelos módulos, eles compararam a luminescência de áreas que tinham pouco ou nenhum selênio a áreas onde o selênio estava muito concentrado.
"O material da célula solar bom e sem defeitos é muito eficiente em termos de emissão de luz e, portanto, luminescência", disse Tom Fiducia, principal autor do relatório de pesquisa e aluno de doutorado na Universidade de Loughborough - em colaboração com o professor Michael Walls.
“É extremamente claro quando você vê a partir dos dados que as regiões ricas em selênio brilham muito mais do que telureto de cádmio puro. O efeito é incrivelmente forte. "
Desde 2009, a National Science Foundation apóia o trabalho do “Next Generation Photovoltaics Center”.
Fonte: Informações Eletrônicas
