Fonte: Inovação Tecnológica - 22/11/07
Foto: Inovação Tecnológica
Químicos da Universidade de Harvard, nos Estados Unidos, fabricaram um novo fio a partir de materiais sensíveis à luz que consegue gerar eletricidade. Medindo poucos nanômetros de espessura, essa célula solar microscópica é na verdade um nanofio, que poderá alimentar nanodispositivos, principalmente sensores.
Nanofio fotossensível
O nanofio capaz de gerar eletricidade a partir da luz foi construído pela equipe do Dr. Charles M. Lieber, o mesmo grupo que desenvolveu uma técnica para fabricar nanotransistores a partir de nanofios.
O novo nanofio é composto de três tipos diferentes de silício, cada um com propriedades elétricas distintas. O silício é encapsulado em camadas montadas umas sobre as outras, formando o fio. Quando a luz incide na camada externa, criam-se cargas elétricas devido à interação das camadas externas com o núcleo do fio.
Célula solar microscópica
A idéia de se construir células solares em nanoescala não é nova, principalmente pelas possibilidades de uso que esse avanço certamente terá. Mas, até agora, os pesquisadores haviam se concentrado no uso de compostos orgânicos combinados com nanoestruturas semicondutoras. Essa abordagem gerou células solares não apenas com baixo rendimento, mas que também se degradam rapidamente sob a ação de luz muito forte.
Ao utilizar apenas silício, a nova célula solar microscópica poderá ser fabricada nos mesmos moldes das células fotovoltaicas tradicionais, só que de forma muito mais barata, já que ela não exige salas limpas e os caros processos hoje utilizados.
Eficiência das células solares
Além de suportar luz altamente concentrada sem se degradar, os primeiros testes mostraram uma conversão de 3,4% da luz solar em eletricidade, um percentual bastante razoável para um primeiro protótipo.
Embora vários recordes já tenham sido batidos em nível de laboratório, as células solares hoje disponíveis comercialmente atingem cerca de 20% de eficiência na conversão da luz do Sol em eletricidade (veja Célula solar bate recorde de eficiência e pode viabilizar energia solar).
Célula solar em outros formatos
Como esta nova célula solar em formato de fio está nascendo em nanoescala, é possível que a simples alteração de formato e a própria técnica de fabricação possa mudar significativamente seu comportamento. Não existem empecilhos físicos para que seu rendimento possa até superar as células solares tradicionais.
"A questão real é saber se há uma nova geometria que irá levar a uma tecnologia fotovoltaica melhor," afirmou Lieber. "Nós trabalhamos na geometria coaxial."
Se conseguirem atingir de 10 a 15% de eficiência, segundo o pesquisador, seus nanofios geradores de eletricidade poderão passar a ser úteis também em macroescala, já que seu baixo custo de produção compensará uma eficiência mais baixa.
Foto: Inovação Tecnológica
Químicos da Universidade de Harvard, nos Estados Unidos, fabricaram um novo fio a partir de materiais sensíveis à luz que consegue gerar eletricidade. Medindo poucos nanômetros de espessura, essa célula solar microscópica é na verdade um nanofio, que poderá alimentar nanodispositivos, principalmente sensores.Nanofio fotossensível
O nanofio capaz de gerar eletricidade a partir da luz foi construído pela equipe do Dr. Charles M. Lieber, o mesmo grupo que desenvolveu uma técnica para fabricar nanotransistores a partir de nanofios.
O novo nanofio é composto de três tipos diferentes de silício, cada um com propriedades elétricas distintas. O silício é encapsulado em camadas montadas umas sobre as outras, formando o fio. Quando a luz incide na camada externa, criam-se cargas elétricas devido à interação das camadas externas com o núcleo do fio.
Célula solar microscópica
A idéia de se construir células solares em nanoescala não é nova, principalmente pelas possibilidades de uso que esse avanço certamente terá. Mas, até agora, os pesquisadores haviam se concentrado no uso de compostos orgânicos combinados com nanoestruturas semicondutoras. Essa abordagem gerou células solares não apenas com baixo rendimento, mas que também se degradam rapidamente sob a ação de luz muito forte.
Ao utilizar apenas silício, a nova célula solar microscópica poderá ser fabricada nos mesmos moldes das células fotovoltaicas tradicionais, só que de forma muito mais barata, já que ela não exige salas limpas e os caros processos hoje utilizados.
Eficiência das células solares
Além de suportar luz altamente concentrada sem se degradar, os primeiros testes mostraram uma conversão de 3,4% da luz solar em eletricidade, um percentual bastante razoável para um primeiro protótipo.
Embora vários recordes já tenham sido batidos em nível de laboratório, as células solares hoje disponíveis comercialmente atingem cerca de 20% de eficiência na conversão da luz do Sol em eletricidade (veja Célula solar bate recorde de eficiência e pode viabilizar energia solar).
Célula solar em outros formatos
Como esta nova célula solar em formato de fio está nascendo em nanoescala, é possível que a simples alteração de formato e a própria técnica de fabricação possa mudar significativamente seu comportamento. Não existem empecilhos físicos para que seu rendimento possa até superar as células solares tradicionais.
"A questão real é saber se há uma nova geometria que irá levar a uma tecnologia fotovoltaica melhor," afirmou Lieber. "Nós trabalhamos na geometria coaxial."
Se conseguirem atingir de 10 a 15% de eficiência, segundo o pesquisador, seus nanofios geradores de eletricidade poderão passar a ser úteis também em macroescala, já que seu baixo custo de produção compensará uma eficiência mais baixa.