Célula Solar de Titanio

Com o objetivo de melhorar a eficiência das células solares, os cientistas da Universidade de Tecnologia de Queensland, na Austrália, criaram uma nova célula solar de titânio que é mais eficiente e menos tóxica no momento em que é refinada.

Célula solar fotovoltaica de titânio

Segundo o professor Sun, o dióxido de titânio (TiO 2) apresenta muitas vantagens em comparação com o silício, que é caro e o processo de refinação é altamente tóxico, ao contrário do dióxido de titânio que é uma alternativa ecológica e mais segura de produzir,  sendo muito abundante na crosta terrestre, dado que pode ser encontrado naturalmente em vários tipos de rocha e areias minerais.

O  professor Sun e a sua equipa desenvolveram um protótipo com base na estrutura das células solares fotovoltaicas de pontos quânticos (QD) feitas de TiO 2 que excedeu a eficiência das células solares de silício, o permitiu maximizar a produção de energia.

O que é um ponto quântico?

Segundo o  professor Sun o ponto quântico é um tipo de célula solar, que permite a conversão solar. Ou seja é uma pequena partícula, com apenas dois manómetros, que captura os fotões e os passa por uma camada de nanocristais de TiO 2, que gera uma corrente elétrica.

Os dispositivos fotovoltaicos QD padrão são menos eficientes do que as células solares de silício, pois atingem apenas 8 a 11% de eficiência em laboratório.

Por isso este tipo de célula solar ainda não está no mercado porque a sua eficiência é muito reduzida, mas seria muito mais barata, se conseguirmos aumentar a sua eficiência, diz o professor Sun.

Uma nova abordagem para os dispositivos QD

Nos dispositivos fotovoltaicos QD padrão, os fotões ficam presos nos QDs, estimulando os electrões. Esses electrões passam por uma camada de nanocristais de TiO 2 para criar uma corrente elétrica. No entanto, apenas alguns dos electrões conseguem passar, muitos ficam “perdidos” nos pequenos espaços entre os nanocristais, num processo chamado de  captura de interfaces.

O objectivo é eliminar essa interface confusa,  para melhorar a eficiência, diz o professor Sun. Com o design de nanofios é possível eliminar a interface dentro da banda de TiO 2, dado que existe apenas uma camada de TiO 2 revestida com QD, o que significa que mais electrões podem contribuir para gerar uma corrente elétrica mais poderosa, tendo sido registada 24% da eficiência do dispositivo.

Os 24% de eficiência estão muito mais próximas da eficiência da conversão teórica de 33% das células solares sensibilizadas por QD. O dispositivo que foi criado quase permitiu triplicar a produção de energia dos dispositivos fotovoltaicos QD padrão.

Hui Dong, um dos membros da equipa, conseguiu montar o cristal de nanofios na China, com a ajuda de um microscópio eletrónico de transmissão avançada que era sensível o suficiente para testar e observar a tecnologia.

As pesquisas vão permitir o desenvolvimento  de formas mais limpas e eficientes de produzir energia solar que vão contribuir para uma menor dependência de combustíveis fósseis e a possibilidade de produzir painéis solares mais eficientes e assim obter energia solar mais barata.

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