Indústria

UCR desenvolve novo revestimento de painel solar para maior eficiência

UCR desenvolve novo revestimento de painel solar para maior eficiência

Embora o sol emita mais de 50 por cento de sua luz como luz "infravermelha próxima", as células solares só podem absorver a luz visível, o que significa que os painéis solares só conseguem realmente cerca de 20 por cento de eficiência No entanto, uma equipe de químicos da University of California Riverside agora encontrou uma maneira de aumentar a eficiência do painel solar combinando nanocristais semicondutores inorgânicos com moléculas orgânicas, assim 'convertendo' com sucesso fótons nas regiões visível e infravermelho próximo do espectro solar. O pensamento por trás da pesquisa é que a energia solar poderia ser ainda mais barata se a quantidade de terreno necessária para implantar os painéis solares, bem como os custos de mão de obra envolvidos na construção, pudessem ser reduzidos.

“A região infravermelha do espectro solar passa direto pelos materiais fotovoltaicos que compõem as células solares de hoje”, disse o professor de química, Christopher Bardeen, que conduziu o projeto em colaboração com o professor assistente de química Ming Lee Tang. “Esta é a energia perdida, não importa quão boa seja a sua célula solar. O material híbrido que criamos primeiro captura dois fótons infravermelhos que normalmente passam direto por uma célula solar sem serem convertidos em eletricidade e, em seguida, adiciona suas energias para formar um fóton de alta energia. Este fóton convertido é prontamente absorvido por células fotovoltaicas, gerando eletricidade a partir da luz que normalmente seria desperdiçada. ”

Painéis solares com arco-íris [Fonte da imagem: Steve Jurvetson, Flickr]

O professor Bardeen acrescentou que os materiais essencialmente "remodelam o espectro solar" para que corresponda mais de perto aos materiais fotovoltaicos usados ​​nas células solares. A utilização da porção infravermelha do espectro solar pode aumentar a eficiência solar fotovoltaica em 30% ou mais. Bardeen e Tang usaram seleneto de cádmio e nanocristais semicondutores de seleneto de chumbo e compostos orgânicos de difenilantraceno e rubreno. Os dois cientistas descobriram que os nanocristais de seleneto de cádmio podem converter comprimentos de onda visíveis em fótons ultravioleta, enquanto os nanocristais de seleneto de chumbo podem converter fótons próximos ao infravermelho em fótons visíveis.

O material híbrido resultante foi submetido a luz infravermelha de 980 nanômetros, que então gerou luz fluorescente laranja / amarela convertida de 550 nanômetros, quase dobrando a energia dos fótons de entrada. O revestimento dos nanocristais de seleneto de cádmio com ligantes orgânicos permitiu que Bardeen e Tang impulsionassem o processo em até três ordens de magnitude, possibilitando assim um caminho para maior eficiência.

De acordo com Bardeen, a luz de 550 nanômetros pode ser absorvida por qualquer material de célula solar, sendo a chave para isso o material composto híbrido.

“Os compostos orgânicos não podem ser absorvidos no infravermelho, mas são bons em combinar dois fótons de baixa energia com um fóton de alta energia”, disse ele. “Ao usar um material híbrido, o componente inorgânico absorve dois fótons e passa sua energia para o componente orgânico para combinação. Os compostos orgânicos então produzem um fóton de alta energia. Simplificando, os inorgânicos no material composto absorvem a luz; os orgânicos ficam claros ”.

O projeto também se presta a outras aplicações potenciais, incluindo imagens biológicas, armazenamento de dados e diodos emissores de luz orgânicos. Bardeen afirma que a capacidade de mover a luz de um comprimento de onda para outra região mais útil pode impactar qualquer tecnologia que envolva fótons como entradas ou saídas.

O estudo foi publicado em Nano Letras e foi financiado por doações da National Science Foundation e do Exército dos EUA.


Assista o vídeo: Energia solar, NOVO PAINEL SOLAR NÃO NECESSITARÁ DA LUZ DO SOL (Julho 2021).