p Estudos recentes revelaram que os nanofios semicondutores oferecem vantagens exclusivas para uma ampla gama de aplicações. Um projeto financiado pela UE está abrindo novos caminhos rumo à coleta de energia sustentável e eficiente, explorando as propriedades incomuns dessas estruturas minúsculas, mas altamente controladas. p Com novas tecnologias radicais que mudam a forma como a eletricidade está sendo gerada e usada, uma das questões mais importantes será aumentar a eficiência e reduzir o custo da energia produzida.

p A nanotecnologia abre caminhos fundamentalmente novos para enfrentar os desafios acima. Em particular, nanofios semicondutores são aclamados como sendo um supermaterial revolucionário que pode aumentar a eficiência de custos, enquanto reduz a quantidade de material necessária para a conversão de energia.

p Estimulado pelo potencial excitante dos nanofios, pesquisadores estabeleceram o projeto PHD4ENERGY. O projeto ofereceu oportunidade a 12 doutores. alunos para realizar pesquisas interdisciplinares colaborativas no campo da nanociência.

p Células solares de multi-junção, LEDs sem fósforo

p Nos últimos anos, a pesquisa em nanofios semicondutores ajudou a aumentar a compreensão da estrutura em escala atômica e revelar novos fenômenos físicos em escala nanométrica. "Os nanofios semicondutores oferecem a possibilidade de combinar facilmente materiais no crescimento epitaxial. Por exemplo, isso permite mais liberdade na escolha do material ao projetar múltiplas junções ou heteroestruturas em contraste com dispositivos planos e, portanto, pode levar a maior eficiência em estruturas mais simples, "observa o professor Linke Heiner.

p "Micro-fissuras que se formam em módulos planos de células solares quando os materiais não se encaixam são uma das principais fontes de perdas de energia, ", explica Heiner. Outras vantagens ao usar nanofios incluem a capacidade de ajustar sua interação com a luz. As nanoestruturas são absorvedores de luz eficientes e podem atuar como 'antenas', colhendo muito mais luz e, portanto, pode usar muito menos material, aumentando a sustentabilidade. O fato de que eles podem puxar a luz ao seu redor abre o caminho para a energia fotovoltaica em grande escala usando apenas uma fração do material.

p Explorando o pequeno diâmetro e a geometria cilíndrica de minúsculos fios feitos de semicondutores III-V, a equipe do projeto projetou com sucesso estruturas de dispositivos exclusivas, como heterojunções axiais e radiais. A vantagem dessa abordagem é que as propriedades de condução podem ser moduladas ao longo do comprimento ou ao longo do raio do nanofio. Outra conquista importante para a alta eficiência, as células solares de múltiplas junções baseadas em nanofios incluem o projeto de diodos de túnel de nanofios conhecidos como diodos Esaki para uso em células solares em tandem.

p Uma parte significativa de seu trabalho foi voltada para o projeto de estruturas de LED de tamanho nanométrico. Para LEDs de luz visível, os III nitretos - nitreto de índio e gálio - são muito adequados com lacunas de banda na faixa visível de energias de fótons. Esses LEDs sem fósforo ajudaram a atingir a emissão de luz de comprimento de onda mais longo para a luz branca.

p Os pesquisadores também realizaram estudos completos sobre as propriedades termoelétricas vantajosas dos nanofios. Por exemplo, eles mostraram pela primeira vez em experimentos que o calor pode ser convertido em eletricidade com uma eficiência eletrônica equivalente à das usinas otimizadas.

p Em sincronia com todas as atividades direcionadas ao aplicativo acima, o Ph.D. os alunos também exploraram a segurança de seus nanofios, verificação de toxicidade potencial.

p PHD4ENERGY investigou novos conceitos e tecnologias que apontam o caminho para o desenvolvimento de sistemas fotovoltaicos de próxima geração e fontes de luz eficientes. Com foco nas perspectivas de empregabilidade de doutorandos, o projeto promoveu a colaboração entre estudantes e a indústria por meio de um programa de treinamento na Lund University.

p Um grande sucesso também foi a 2016 Ph.D.4Energy Summer School em conversores de energia em nanoescala que recebeu palestrantes convidados de destaque e internacionalmente visíveis. Estiveram presentes um grande número de alunos de graduação e pós-doutorandos.