Potencializando rumo ao net zero com células solares de próxima geração

São PauloCientistas aumentam eficiência das células solares dividindo fótons

Pesquisadores da UNSW Sydney publicaram um estudo na revista Nature Chemistry sobre o processo de cisão de singlete. Essa técnica pode melhorar a tecnologia atual das células solares de silício.

A maioria dos painéis solares de hoje é feita de silício e converte a luz solar em eletricidade, mas sua eficiência ainda é limitada. As melhores células solares de silício alcançam apenas cerca de 27,3% de eficiência, próximo ao limite máximo de 29,4%. Cientistas como os Professores Tim Schmidt e Ned Ekins-Daukes acreditam que o uso de um processo chamado singlet fission poderia aumentar ainda mais essa eficiência.

Pontos Principais:

• A fissão de singlete pode aumentar a eficiência das células solares ao dividir fótons em unidades de energia menores.
• Isso reduz a perda de energia como calor, especialmente dos fótons azuis de alta energia.
• Campos magnéticos foram utilizados para retardar e entender melhor o processo de fissão de singlete.
• A UNSW busca criar um protótipo com mais de 30% de eficiência, com financiamento da ARENA.

A fissão de singlet é um processo onde um fóton gera duas unidades de energia, diminuindo a perda de energia em forma de calor e tornando células solares mais eficientes. Cores distintas de luz possuem fótons com diferentes quantidades de energia; fótons azuis têm mais energia do que os vermelhos. Atualmente, as células solares convertem toda a luz em um único nível de energia, o que resulta em perda significativa de calor.

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Adicionar uma camada capaz de realizar a fissão singlete ajuda as células solares de silício a aproveitar mais a luz solar e a reduzir o desperdício. Esta camada adicional aumenta a corrente no painel, melhorando sua eficiência.

Compreender a fissão singlete é complexo. Pesquisadores utilizaram uma frequência específica de luz laser para excitar o material e aplicaram campos magnéticos usando um eletroímã. Isso desacelerou o processo, facilitando o estudo. Essa abordagem não havia sido testada anteriormente. A compreensão deles sobre como a fissão singlete funciona em nível molecular os aproxima da criação de aplicações práticas úteis.

A Agência Australiana de Energia Renovável (ARENA) está promovendo pesquisas por meio do programa Ultra Baixo Custo Solar. A meta é desenvolver células solares com mais de 30% de eficiência a um custo inferior a 30 centavos por watt até 2030. Esse objetivo destaca as promissoras tecnologias de fissão singleta para aumentar a eficiência da energia solar.

Os professores Schmidt e Ekins-Daukes acreditam que podem desenvolver um protótipo com suas novas descobertas. Eles estão colaborando com parceiros da indústria para comercializar essa tecnologia. Se obtiver êxito, representará um avanço significativo na energia renovável.

A nova forma de utilizar a energia solar pode ser crucial para o futuro da energia solar. Ela melhora o desempenho dos painéis solares, ajudando na redução de emissões. Avanços na tecnologia das células solares são essenciais para um futuro energético limpo e sustentável.