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Criada primeira célula solar inteiramente de carbono

Criada primeira célula solar inteiramente de carbono
Em uma prova de conceito histórica, a célula solar usa fulerenos como elemento fotoativo e substituiu os tradicionais eletrodos metálicos por nanotubos de carbono e grafeno.[Imagem: Mark Shwartz/Stanford University]

Célula solar orgânica

Cientistas conseguiram construir a primeira célula solar feita inteiramente de carbono.

Células solares orgânicas - à base de carbono - são um objetivo longamente perseguido pelos cientistas porque o elemento é muito mais barato do que o silício.

"O carbono tem potencial para oferecer elevado desempenho a baixo custo," explicou a Dra. Zhenan Bao, da Universidade de Stanford.

"Pelas nossas melhores informações, esta é a primeira demonstração de uma célula solar funcional que tem todos os seus componentes feitos de carbono," esclareceu.

Ao contrário dos painéis solares rígidos feitos de silício, o conjunto de células solares de carbono assenta-se sobre um material plástico flexível, onde os componentes são depositados por uma técnica de impressão.

Esta é uma das grandes vantagens de toda a eletrônica orgânica, cujo processo de fabricação pode ser feito em larga escala de forma contínua, como a impressão de um jornal.

Célula solar de carbono

A célula solar de carbono é formada por uma camada fotoativa, que absorve a luz do Sol, ensanduichada entre dois eletrodos.

A camada ativa é formada por nanotubos de carbono e fulerenos - as famosas "buckyballs", moléculas de carbono em formato de bola de futebol.

Os eletrodos, por sua vez, em uma célula solar orgânica típica são feitos de metais - ouro, prata ou cobre - e óxido de estanho-índio (ITO), o caro material usado nas telas sensíveis ao toque.

Marc Ramuz, da equipe da Dra. Bao, conseguiu substituir a prata e o ITO por grafeno e nanotubos de carbono, ambos com excelentes qualidades condutoras.

"Outros grupos têm relatado a construção de células solares inteiramente de carbono, mas eles se referem apenas à camada ativa, e não aos eletrodos," esclareceu Michael Vosgueritchian, outro membro da equipe.

Rumo à eficiência

É uma prova de conceito histórica, ainda que a célula solar de carbono vá exigir muito esforço de pesquisa antes de se tornar um produto pronto para uso.

No estágio atual, seu principal inconveniente é que ela absorve quase somente os comprimentos de onda da luz na faixa do infravermelho próximo, o que lhe dá um rendimento abaixo de 1%.

"Nós claramente temos um longo caminho à frente em termos de eficiência," disse a Dra. Bao. "Mas, com melhores materiais e com melhores técnicas de processamento, nós esperamos que essa eficiência suba dramaticamente."

Bibliografia:

Evaluation of Solution-Processable Carbon-Based Electrodes for All-Carbon Solar Cells
Marc P. Ramuz, Michael Vosgueritchian, Peng Wei, Chenggong Wang, Yongli Gao, Yingpeng Wu, Yongsheng Chen, Zhenan Bao
ACS Nano
Vol.: Article ASAP
DOI: 10.1021/nn304410w




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