Vidro transparente é transmutado em célula solar usando apenas um laser

Redação do Site Inovação Tecnológica - 30/01/2024

Amostra do vidro com célula solar instalado no centro de uma placa para testes de geração de eletricidade.
[Imagem: EPFL/Lisa Ackermann]

Vidro com célula solar incorporada

Os vidros à base de telurito (TeO₂) têm uma série de propriedades interessantes do ponto de vista tecnológico, sobretudo no campo das células solares.

A pesquisadora Gozden Torun, da Escola Politécnica Federal de Lausanne (EPFL), na Suíça, estava justamente tentando criar uma interface entre o dióxido de telúrio (TeO₂) e o telúrio puro, com vista a formar canais condutores para as cargas elétricas.

Contudo, ao aplicar pulsos intensos de laser sobre o material, para tentar refazer sua cristalização, o que a pesquisadora obteve foi algo totalmente diferente e, por várias razões, muito mais interessante.

Os pulsos do laser de femtossegundos induziram a formação de cristais de telúrio e dióxido de telúrio em nanoescala, ambos materiais semicondutores. Conforme o laser "anda" sobre o material, ele vai criando uma trilha desses cristais no meio do vidro.

O detalhe é que um material semicondutor exposto à luz gera eletricidade - é assim que as células solares do semicondutor silício funcionam.

Ou seja, a técnica simples, feita em um único passo e sem a necessidade de adição de nenhum outro material - como acontece com o silício - representa uma forma inédita de construir células solares incorporadas no vidro - imagine, por exemplo, janelas transparentes de vidro que gerem eletricidade automaticamente.

Técnica de transmutação do vidro em célula solar, sem adição de nenhum material adicional.
[Imagem: Gözden Torun et al. - 10.1103/PhysRevApplied.21.014008]

Transmutação dos elementos

Depois de criar um padrão de linha simples na superfície de um vidro telurito de 1 cm de diâmetro, Torun descobriu que ele gera uma corrente (0,07 mW/cm²) ao ser exposto à luz UV e ao espectro visível, e continua gerando de forma estável por meses.

"É fantástico, estamos transformando localmente o vidro em um semicondutor usando luz," disse o professor Yves Bellouard. "Estamos essencialmente transformando materiais em outra coisa, talvez nos aproximando do sonho dos alquimistas!"

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