Um experimento de micro-ondas simples e rápido com o elemento químico comum fósforo na Flinders University abriu a perspectiva de células solares superfinas mais acessíveis e eficazes.

Em um mundo que precisa de mais barato, soluções de energia sustentável, Os pesquisadores de nanotecnologia da Flinders University fizeram flocos de fosforeno com apenas alguns átomos de espessura. Fosforeno é uma forma 2-D de fósforo, o que poderia não apenas aumentar a capacidade de energia das células solares sensibilizadas por corante (DSSC), mas potencialmente remover a necessidade do caro componente de platina.

Folhas e flocos deste fósforo de poucas camadas, apenas alguns bilionésimos de um metro de espessura, poderia melhorar a eficiência de certos tipos de células fotovoltaicas, a equipe de pesquisa liderada pelo professor Joseph Shapter afirma.

As células solares baseadas em nanotubos de carbono e silício são promissoras como uma alternativa mais barata e mais fácil de fabricar às células de silício cristalino. No entanto, um desafio com essas novas células solares é aumentar a eficiência com que convertem a luz solar em eletricidade.

Uma abordagem é incluir uma camada de nanoflocos ultrafinos de fosforeno na célula solar, que tem todas as propriedades certas para torná-la adequada para aumentar a eficiência da célula solar. O método de microondas para produzir fosforeno, desenvolvido na Flinders University, envolve a imersão do fósforo em um líquido especial e sua exposição ao microondas por apenas 10 minutos, em contraste com os protocolos anteriores de 15 horas.

Os resultados dos experimentos de microondas para produzir fosforeno - e sua aplicação potencial na indústria solar - foram publicados nas principais revistas internacionais de química Angewandte Chemie , Materiais Funcionais Avançados e Métodos Pequenos .

No primeiro estudo, a equipe australiana usou fosforeno, para fabricar DSSCs. As células tinham eficiência fotovoltaica superior de 8,31%, que supera as caras células baseadas em platina.

DSSC é um campo emergente de filme fino, células solares semiflexíveis e semitransparentes que são simples de fazer, mas limitadas por componentes bastante caros, como platina e rutênio.

No segundo estudo, a equipe novamente usou o método de microondas rápido e eficiente para fabricar flocos de fosforeno de alta qualidade e, em seguida, adicionou-os às células solares de silício-nanotubo de carbono para mostrar uma melhoria significativa na conversão de energia das células.

"Com esses resultados iniciais promissores, mais estudos com a técnica de microondas e outros solventes ajudarão a melhorar a estabilidade e durabilidade do fosforeno e nos permitirão olhar para maneiras de produzir maiores quantidades de fosforeno para possíveis aplicações comerciais, diz o coautor Dr. Christopher Gibson, da Flinders College of Science and Engineering.

Os líderes do projeto, Professor Shapter, Dr. Gibson, O Dr. Munkhbayar Batmunkh e a Sra. Munkhjargal Bat-Erdene estão entre uma equipe de pesquisadores do Flinders Institute for Nanoscale Science and Technology que buscam melhorar a eficiência da célula solar - incluindo também um material mais sustentável chamado perovskita.