12/06/2020

Nova célula solar fotovoltaica gera energia com luz e sombra

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Blog Blue Sol

Um time de cientistas da Universidade Nacional de Singapura desenvolveu um novo tipo de célula solar que usa o contraste de sombra e luz para gerar eletricidade. Para isso, eles depositaram uma camada superfina de ouro sobre o silício, semicondutor utilizado nas células que já compõem o kit de energia solar atual para casas e empresas.

A luz que brilha no silício energiza seus elétrons, enquanto a camada de ouro produz uma corrente elétrica quando parte do dispositivo está na sombra. O time, liderado pelo Dr. Swee Ching Tan, chamou o dispositivo de “gerador de energia por efeito sombra” (SEG, na sigla em inglês), conforme explicam no artigo científico publicado no jornal acadêmico Energy & Environmental Science.

Excitados pelos fótons de energia do sol, os elétrons migram do silício para o ouro. Quando parte da célula está encoberta, a voltagem na parte iluminada aumenta e os elétrons migram para a parte sombreada através de um circuito externo, o que cria a corrente elétrica. “O contraste na iluminação induz uma diferença de tensão entre a sombra e as seções iluminadas e, como resultado, obtemos uma corrente elétrica”, explica Tan.

De acordo com o artigo, a célula SEG precisa estar ao mesmo tempo sob a luz e a sombra para que funcione, e não apresenta resultado se apenas iluminada ou encoberta. No entanto, a nova tecnologia pode ser uma ótima solução para as instalações de sistemas que, dependendo da localização, podem sofrer com problemas de sombreamento, como em telhados próximos a prédios ou árvores.

“Nos painéis fotovoltaicos convencionais as sombras têm um efeito negativo, pois reduz o desempenho dos dispositivos. Com este trabalho, capitalizamos o contraste de iluminação causado pelas sombras como fonte indireta de energia”, avalia Tan.

Segundo o time, os experimentos em laboratório mostraram que as células SEG são duas vezes mais eficientes que as células de silício tradicional, desde que constantemente sob a mesma quantidade de luz e sombra. Além disso, os cientistas garantem que as placas fabricadas com as novas células têm custo mais baixo de produção que as placas tradicionais. “O processo de fabricação é muito mais simples, é apenas uma etapa”, afirma Tan.

As finas lâminas de silício e ouro são depositadas sobre um plástico filme transparente, o que torna a nova célula flexível e aumenta a sua gama de aplicações. Embora promissora, a tecnologia ainda apresenta baixa eficiência na geração de energia. Em uma simulação com iluminação interna, a energia gerada pela célula SEG foi de apenas 1,2 volts, capaz de alimentar um relógio digital. “Isso levará vários anos para amadurecer. Portanto, este é apenas o primeiro protótipo. Então você ainda tem muito trabalho a ser feito para melhorar ainda mais a eficiência”, disse Tan.
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