CÉLULA SOLAR 3D

Célula Solar 3D Funil 

Células solares na forma de funil são mais eficientes na geração

de cargas e tendem a aproveitar uma faixa maior do 

espectro de frequências da luz branca do sol.

Alteração elástica do material  

Uma Célula Solar no formato de funil de energia pode ser mais eficiente na captura de fótons do Sol em relação a qualquer outra tecnologia, seja a de painel solar fotovoltaico ou termossolar convencionais. Com esta proposta, uma equipe de pesquisadores chineses e norte-americanos acabam de publicar o conceito de funis solares, no qual são explorados materiais em deformação elástica. 

Esse "funil" é formado praticamente, em escala atômica sobre uma folha extremamente fina que é tocada por uma agulha, provocando rebaixamento em seu centro. Esse efeito cria um tipo novo de Célula Solar em formato de funil que é naturalmente um corpo em três dimensões. 

Os elétrons nos intervalos, quando arrancados de seus átomos pela energia contida nos fótons solares, são encaminhados para o centro dessa estrutura em formato de funil, região no qual podem ser coletados. O detalhe é que o processo é regido por forças eletrônicas, e não pela força da gravidade. 

Célula Solar – “Funil Solar” 

Com a força exercida pela agulha, é gerada uma deformação elástica que aumenta em direção ao centro do funil. Essa tensão variável muda de forma sutil a estrutura atômica do material em direção ao centro do funil, criando um gradiente que é adequado para capturar diferentes comprimentos de onda de luz solar. 

De acordo com os pesquisadores, isso pode criar um "funil de energia" capaz de recolher não apenas o espectro visível, mas também diversas seções do espectro não visível da luz solar, que possui ainda mais energia. Descobriu-se ainda que é possível criar um funil solar usando folhas monoatômicas - com apenas um átomo de espessura, como o grafeno - de dissulfeto de molibdênio (MoS2). Contrário ao grafeno, o MoS2 é naturalmente um material semicondutor, o que o torna mais apropriado para o uso nesse tipo inusitado de Célula Solar em formato de funil. 

Átomo alterado 

Se o material for deformado, induz-se uma mudança no potencial de energia dos elétrons que altera conforme a distância do centro do funil. Como isso é muito semelhante com o que ocorre ao elétron em um átomo de hidrogênio, os pesquisadores afirmam que o funil funciona como um "átomo artificial", com a diferença de que ele é muito maior em relação a um átomo de hidrogênio. 

Na Célula Solar convencional, depois de ser atingida pelo fóton, o par elétron lacuna - também chamado exciton - movimenta-se de forma desordenada pelo material, o que diminui a eficiência na geração de eletricidade. No funil solar, todos os excitons "serão recolhidos" naturalmente no funil, na extremidade do qual poderão ser coletados facilmente, aumentando significativamente a produção de energia. 

Até agora tudo funcionou de acordo com o previsto nas simulações realizadas em computador. Agora os pesquisadores se preparam para levar os dados obtidos para o laboratório e tentar fazer o conceito funcionar na prática.