Energia

Células solares de pontos quânticos trocam ouro por níquel

Células solares de pontos quânticos trocam ouro por níquel
O uso do níquel poderá reduzir o custo do material necessário para produzir a nova célula solar de 40 a 80%. [Imagem: Debnath et al.]

Absorção do infravermelho

Se trocar ouro por níquel pode não parecer o melhor negócio em termos financeiros, pode representar uma verdadeira a barganha quando se trata de trocar a matéria-prima utilizada para fabricar um novo tipo de células solares.

As células solares de pontos quânticos coloidais ainda estão na fase inicial de desenvolvimento, mas são promissoras porque absorvem a luz na faixa do infravermelho - algo que as células solares tradicionais não são capazes - e podem ser fabricadas por um processo muito simples.

A grande desvantagem, claro, é que elas dependiam do ouro para formar seus eletrodos.

Células solares de pontos quânticos

Agora, o grupo de Lukasz Brzozowski e Ted Sargent encontrou uma forma de substituir o ouro por níquel.

Segundo eles, o uso do níquel poderá reduzir o custo do material necessário para produzir a nova célula solar de 40 a 80%, dependendo da faixa de absorção do espectro eletromagnético.

Os pontos quânticos são nanocristais de materiais semicondutores que podem ser fabricados em reações químicas de alto rendimento, em soluções líquidas, o que os torna potencialmente muito baratos.

Como suas propriedades variam de acordo com seu tamanho, os pontos quânticos podem ser fabricados para interagir com virtualmente todo o espectro eletromagnético.

Por exemplo, metade de toda a luz solar está nos comprimentos de onda do infravermelho, que quase não são aproveitados pelas células solares de silício.

Ouro por níquel

As células solares de pontos quânticos, desenvolvidas pelo mesmo grupo há cerca de cinco anos, atingem uma eficiência de conversão de energia de 5% - bem superior às células solares orgânicas, mas bem abaixo das células solares tradicionais de silício.

Os pesquisadores acreditam que elas poderão chegar ao mercado quando atingirem uma eficiência de 10%.

Até agora, o níquel não era visto como um bom candidato para interagir com os pontos quânticos. "[O níquel] se misturava com os pontos quânticos, formando um composto que bloqueava o fluxo de corrente no dispositivo," conta o Dr. Ratan Debnath, que descobriu uma forma de resolver o problema.

A solução foi adicionar apenas um nanômetro de fluoreto de lítio entre o níquel e os pontos quânticos, criando uma barreira que impede a contaminação.

Foi o suficiente para trazer de volta a eficiência da célula, que voltou aos níveis anteriores, quando o ouro era utilizado, só que custando muito menos.

Bibliografia:

Depleted-Heterojunction Colloidal Quantum Dot Photovoltaics Employing Low-Cost Electrical Contacts
Ratan Debnath, Mark Theodore Greiner, Illan Kramer, Armin Fischer, Jiang Tang, Aaron Barkhouse, Xihua Wang, Larissa Levina, Z. H. Lu, Edward H. Sargent
Applied Physics Letters
Vol.: 97, 023109 (2010)
DOI: 10.1063/1.3463037




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