30/09/2020

Células solares com silício negro ultrapassam 100% de eficiência

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Portal Energia

Células solares fotovoltaicas com silício negro têm 130% de eficiência solar

Eficiência acima dos 100% com o silício negro deve-se a um fenómeno provocado pelas nanoestruturas chamado de multiplicação de cargas. O que permite que pela primeira vez uma célula fotovoltaica tenha mais de 100% de eficiência, limite que era apenas “teórico” (também conhecido como eficiência quântica ).

A eficiência quântica externa tem um limite de 100%, ocorrendo quando um fotão que entra gera um eletrão para o circuito externo. Mas neste caso, a eficiência de 130% significa que o fotão que entrou gerou cerca de 1,3 eletrões e não apenas um como na definição de eficiência quântica!

A professora Hele Savin, da Universidade Aalto, Finlândia, diz ter ficado surpreendida quando viram os resultados. E o primeiro passo foi verificar os resultados obtidos através da aferição por medições independentes! Aferições que foram feitas pela Agência Nacional de Metrologia Alemã (PTB) .

Depois de aferidos os resultados e se ter concluído que são reais, os cientistas concordaram que se deu um avanço significativo para a tecnologia fotovoltaica aplicada às energias renováveis.

A aplicação das nanoestruturas irá melhorar a eficiência de praticamente todos os dispositivos

Eficiência quântica aplicada às células solares de silício negro

Durante os testes para aferir o excesso de eficiência do silício negro, concluiu-se que a origem da eficiência quântica externa se deve ao processo de multiplicação dos portadores de carga dentro das nanoestruturas de silício negro, processo induzido por fotões de alta energia.

Este fenómeno nunca tinha sido reportado, pois a presença de perdas elétricas e óticas nos materiais leva à redução do número de eletrões recolhidos.

Assim, a eficiência recorde significa que o desempenho de qualquer dispositivo eletrónico com deteção de luz possa ser melhorado. Falamos desde sensores de fotões individuais para computação quântica ou mesmo painéis solares.

Mikko Juntunen está orgulhoso dos seus detetores, pois estão a ser muito procurados, especialmente pelas áreas de biotecnologia e monitorização de processos industriais. Mikko vai mais longe, estando a criar uma empresa ligada à Universidade de Aalto para começar a comercializar este novo tipo de células fotovoltaicas.
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