Efeito flexo fotovoltaico - Células Solares

Está dado mais um passo para a melhoria dos painéis solares a nível nanométrico! É que segundo um estudo da Universidade de Warwick, no Reino Unido, uma equipa de investigadores terá descoberto um método para alterar a estrutura de um semicondutor a nível nanométrico, e que segundo os estudos que realizaram, poderá levar a certos materiais vejam o seu limite teórico de eficiência celular ultrapassado, passando assim a serem ainda mais eficientes!

À descoberta foi-lhe dado o nome por parte dos investigadores de “efeito flexo-fotovoltaico”. Concluíram que este efeito pode aumentar a energia produzida pelos painéis solares ao deformar os cristais individuais dos materiais semicondutores, o que leva a que o efeito fotovoltaico aumente exponencialmente!

Como ocorre o efeito flexo-fotovoltaico?

Este efeito apenas poderá ocorrer em certos tipos de semicondutores, onde a simetria imperfeita em torno de um ponto central permite que seja gerada uma voltagem maior do que o intervalo da banda do material em questão!

Sabe-se que os materiais com capacidade para produzir este efeito são aqueles que têm eficiências de conversão muito baixas. Assim, na revista Science, os professores Marin Alexe, Ming-Min Yang e Dong Jik Kim, todos eles pertencentes ao corpo Científico do Departamento de Física da Universidade de Warwick, descreveram o método para manipular os materiais mais eficientes e assim alterar a sua estrutura para que o efeito fotovoltaico seja produzido massivamente.

Marin Alexe professor de Física da Universidade de Warwick
Marin Alexe professor de Física da Universidade de Warwick

A equipa de investigadores recorreu a pontas condutoras de dispositivos de microscopia atómica de modo a dar aos semicondutores uma nova forma, apertando e deformando os cristais individualmente, com o intuito de criar uma estrutura centro simétrica!

Como materiais usados recorreram aos cristais de titanato de estrôncio, dióxido de titânio e maioritariamente ao silício, descobrindo que os 3 juntos se podem deformar de modo a produzir o efeito fotovoltaico massivo!

Segundo explicação do investigador, Marin Alexe, “Ampliar a gama dos materiais que podem beneficiar com o efeito fotovoltaico massivo permite várias vantagens. Primeiro, deixa de ser necessário formar qualquer tipo de ligação; depois pode-se selecionar qualquer tipo de semicondutor, desde que tenha melhor absorção de luz para as células solares; e por fim, pode-se ultrapassar o limite termodinâmico definitivo para a eficiência de conversão da potência, o chamado limite Shockley Queisser”.

Tendo depois falado de alguns dos desafios impostos aquando da realização do estudo “Existem desafios a nível da engenharia, mas deverá ser possível criar painéis solares com um campo de pontas sensíveis, à base de vidro (cem milhões por cm2), de modo a manter a tensão que permite deformar cada cristal semicondutor o suficiente”.

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