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Cientistas desenvolvem nova célula solar, 10.000 vezes menor que painéis solares, capaz de revolucionar o mercado renovável

21 de setembro de 2022 às 13:13
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Cientistas desenvolvem nova célula solar 10.000 vezes menor que painéis solares capaz de revolucionar o mercado renovável
Protótipo de uma célula solar fabricada com o novo material, que é aplicado como uma tinta. [Imagem: ICL]

Cientistas conseguem desenvolver nova célula solar capaz de revolucionar o mercado de energia renovável. O novo material utilizado consegue captar muito mais luz mesmo com uma espessura 10 mil vezes menor.

Cientistas desenvolveram materiais capazes de captar energia solar em níveis muito maiores que uma célula solar convencional de silício, entretanto com uma espessura 10 mil vezes menor. O material é o sulfeto de bismuto de sódio, que pode ser cultivado na forma de nanocristais que, então, serão espalhados em uma solução para realizar filmes de 30 nanômetros de espessura.

Novo material a base de bismuto de sódio pode mudar o mercado de energia renovável

O novo material para a produção de painéis solares é composto por elementos não tóxicos em abundância na terra para uso comercial. De fato, compostos à base desse material, que podem substituir a célula solar, já são altamente usados, indo de substitutos do chumbo em soldas a medicamentos de venda livre para o estômago.

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De acordo com o cientista da Universidade de Cambridge, no Reino Unido, Yi-Teng Huang, foi encontrado um material que absorve a luz com mais força do que as tecnologias convencionais de células solares e pode ser impresso por meio de uma tinta.

Esta nova tecnologia de painéis solares para a geração de energia renovável tem potencial para produzir uma célula solar mais leve, que pode ser facilmente transportada ou utilizada em aplicações aeroespaciais.

A célula solar orgânica, desenvolvida à base de carbono, também pode ser aplicada como uma tinta para formar revestimentos finos, mas elas ainda não sofrem com problemas de durabilidade. Os painéis solares de silício continuam sendo grossos e pesados.

Cientistas descobrem por que o material pode absorver mais energia solar

Os pesquisadores também descobriram que o novo material do segmento de energia renovável se manteve estável no ar ambiente durante todo o tempo do estudo, que durou quase um ano, sem precisar de encapsulamento, o que se assemelha a outros novos materiais fotovoltaicos, como as perovskitas de haleto de chumbo.

Isso demonstra a durabilidade a longo prazo do material, que é algo essencial para células solares vendidas.

Os cientistas descobriram que há dois fatores críticos para explicar a forte absorção da energia solar do novo material para painéis solares, são eles: os efeitos da desordem cristalina e o papel do sódio. Os íons de sódio e bismuto no NaBiS2 contam com tamanhos parecidos, o que significa que, ao invés de ocuparem variados sítios cristalográficos, ocupam o mesmo sítio.

Efeitos semelhantes são encontrados em outro composto

Como resultado, a estrutura cristalina muda para sal-gema, uma substância semelhante com o cloreto de sódio, conhecido como sal de cozinha.

Entretanto, o sódio e o bismuto não são distribuídos uniformemente pelo material, e essa não-homogeneidade possui um efeito importante na intensidade de absorção.

Efeitos parecidos foram encontrados em trabalhos atuais no composto similar AgBiS2. Entretanto, o NaBis2 possui um início mais forte e nítido na absorção de energia solar, porque o sódio não contribui para os estados eletrônicos em torno da bandgap do semicondutor.


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