Nova classe de nanopartículas traz células solares mais baratas, e mais leves ao mundo!

Pensa que esses painéis solares, vítreos e planos, no telhado do seu vizinho são o auge da tecnologia solar? Pense novamente.

Pesquisadores da Universidade de Toronto Edward S. Rogers Sr. Departamento de Elétrica e Engenharia de Computação têm desenvolvido e testado um novo tipo de nanopartícula solar sensível que supera o estado atual desta nova classe de tecnologia.

Esta nova forma de nanopartículas, estáveis e ​​sensíveis à luz, chamam-se sólidos coloidais “quantum dots”, podem levar a células solares mais baratas e mais flexíveis, bem como melhores sensores de gás, lasers de infravermelhos, diodos emissores de luz infravermelha e mais. O trabalho, liderado pelo cientista de pós-doutorado Zhijun Ning e Professor Ted Sargent, foi publicado esta semana na revista Nature Materials.

A quantidade de luz solar adquirida usando esses minúsculos pontos quânticos coloidais depende de dois tipos de semicondutores: n-tipo, que são ricos em elétrões; e do tipo p, que são pobres em elétrões. O problema? Quando expostos ao ar, materiais do tipo N  ligam-se a átomos de oxigênio, perdem os seus elétrons, e transformam-se em tipo p. No entanto, Ning e os seus colegas demonstraram um novo quantum dot coloidal n-tipo de material que não se liga oxigênio quando exposto ao ar.

Manter camadas n e p-type estáveis ​​ao mesmo tempo aumenta a eficiência de absorção de luz (o que abre um mundo de novos dispositivos opticoeletrônicos que capitalizam sobre as melhores propriedades de luz e eletricidade.) Para a uma pessoa normal, isso significa que os satélites meteorológicos mais sofisticados, controladores remotos, comunicação por satélite, ou detectores de poluição.

“Esta é uma inovação de materiais, essa é a primeira parte, e com este novo material, podemos construir novas estruturas de dispositivos”, disse Ning. “Iodeto é um ligante quase perfeito para estas células solares quânticas, tanto com alta eficiência como com estabilidade do ar – ninguém tinha mostrado isso antes.”

Novo material híbrido n-e p-type do Ning alcançou eficiência de conversão de energia solar até oito por cento – um dos melhores resultados reportados à data.

Mas o melhor desempenho é apenas um começo para essa nova arquitetura da célula solar baseada em quantum-dot. Os poderosos pontinhos poderiam ser misturado em tintas e pintadas ou impressas em superfícies finas e flexíveis, como telhas, reduzindo drasticamente o custo e acessibilidade da energia solar para milhões de pessoas.

“O campo de energia fotovoltaica pontos quânticos coloidais requer melhoria contínua no desempenho absoluto, ou a eficiência de conversão de energia”, disse Sargent. “O campo passou rápido, e continua movendo-se rápido, mas precisamos de trabalhar para trazer o desempenho a níveis comercialmente atraentes.”

Nota:

A história acima é baseada em materiais fornecidos pela Universidade de Toronto.

 

Pedro Santos

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Sobre 13moleculasapular

Química (do egípcio kēme (chem), significando "terra") é a ciência que trata das substâncias da natureza, dos elementos que a constituem, das suas características, propriedades combinatórias, processos de obtenção, das suas aplicações e da sua identificação. Estuda a maneira pela qual os elementos se ligam e reagem entre si, bem como a energia desprendida ou absorvida durante estas transformações.
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