Combinação permite aumentar a eficiência dos painéis solares

Aumentar a eficiência dos painéis solares ao combinar três cristais diferentes

Investigadores da Universidade Martin Luther, Alemanha, descobriram que é possível aumentar a eficiência dos painéis solares com a combinação de três cristais diferentes, produzido mil vezes mais energia. Este aumento de energia acontece quando os cristais ferroelétricos são dispostos numa rede capaz de gerar eletricidade, como as células solares.

Os investigadores sobrepuseram camadas cristalinas de titanato de bário, titanato de estrôncio e titanato de cálcio, umas sobre as outras, sendo que separaram as cargas positivas das negativas no mesmo dispositivo fotovoltaico e conseguiram esse aumento da produção de energia.

Akash Bhatnagar, autor do estudo explicou o fenómeno, “A separação de carga leva a uma estrutura assimétrica que permite que a eletricidade seja gerada a partir da luz. Ao contrário do silício, os cristais ferroelétricos não requerem a chamada junção PN para criar o efeito fotovoltaico e isso torna muito mais fácil produzir os painéis solares”.

Como é possível aumentar eficiência dos painéis solares?

Mistura de cristais para aumentar a eficiência dos painéis solares

Como é sabido, o silício tem uma eficiência limitada, como tal, têm sido feitos testes ao titanato de bário para ser uma alternativa viável de energia renovável. Mas, este, individualmente não absorve muita eletricidade e como tal, combinaram camadas extremamente finas de outros compostos e aumentaram o rendimento das células.

Assim, nessa nova combinação, passaram a alternar um material ferroelétrico específico com um paraelétrico sem cargas separadas naturalmente, mas que passa o ferroelétrico a baixas temperaturas ou quando a sua estrutura sofre alterações significativas.

Esquema da mistura entre titanato de bário, titanato de estrôncio e titanato de cálcio.

Outro investigador falou da combinação dos materiais, Yeseul Yun disse que “Nós incorporamos o titanato de bário entre o titanato de estrôncio e o titanato de cálcio. Isso foi obtido vaporizando os cristais com um laser de alta potência e recolocando-os em substratos portadores. Isso produziu um material de 500 camadas com cerca de 200 nanômetros de espessura”.

Resultados animadores

Os resultados dessa combinação foram animadores, pois comparados com o titanato de bário puro, este novo material fotoelétrico irradiado com luz laser teve um aumento de correntes mil vezes mais forte e eficiente, mesmo reduzindo a proporção do elemento base da mistura em quase dois terços.

Um resultado que vem animar os investigadores que pretendem aumentar a eficiência dos painéis solares.

Ilustração do aumento do fluxo de corrente elétrica

Outra vantagem é que os cristais são mais duradouros, resistentes e não precisam ser embalados em embalagens especiais para funcionar em ambientes externos, sendo esta uma caraterística essencial para a produção de painéis solares mais eficientes e com pouca manutenção.

Akash Bhatnagar congratula-se do feito. “A interação entre as camadas da rede parece levar a uma permissividade muito maior — em outras palavras, os elétrons conseguem fluir com muito mais facilidade devido à excitação dos fótons de luz. As medições também mostraram que este efeito é muito robusto, permanecendo quase constante ao longo de um período de seis meses”. (portal-energia)