Um Ph.D. da Loughborough University aluno ajudou a lançar luz sobre um quebra-cabeça do painel solar que pode levar ao desenvolvimento de dispositivos mais eficientes.

A maior parte da energia solar do mundo é produzida atualmente por painéis solares - também conhecidos como painéis fotovoltaicos - feitos de silício.

Recentemente, foram criados novos painéis solares feitos de um material semicondutor chamado telureto de cádmio (CdTe).

Verificou-se que os painéis de CdTe produzem eletricidade a custos mais baixos do que os painéis de silício e houve um ganho dramático na eficiência com a adição de um elemento chamado selênio ao telureto de cádmio.

Como resultado, a eletricidade das fazendas solares de CdTe está sendo produzida mais barato do que a partir de combustíveis fósseis, trazendo benefícios econômicos e ambientais em todo o mundo.

Até agora, não foi bem compreendido por que o selênio aumenta a eficiência, mas graças a Tom Fiducia, um Ph.D. Estudante de pesquisa no Centro de Tecnologia de Sistemas de Energia Renovável (CREST), e uma equipe internacional de pesquisadores, o quebra-cabeça foi resolvido.

Tom trabalhou com os principais especialistas em energia solar do CREST, Durham University, a University of Oxford e a Colorado State University, nos Estados Unidos, para explorar o efeito do selênio nos painéis solares e o grupo teve suas descobertas publicadas em Nature Energy - um jornal científico mensal com revisão por pares que apenas compartilha as principais pesquisas sobre energia nas ciências naturais e sociais.

Seu papel, intitulado 'Compreendendo o papel do selênio na passivação de defeitos para células solares de telureto de cádmio com liga de selênio altamente eficientes', revelou que o selênio funciona superando o efeito de substâncias nocivas, defeitos em escala atômica em painéis de CdTe.

Isso explica o aumento da eficiência como elétrons (partículas subatômicas que transportam eletricidade), que são gerados quando a luz solar atinge o painel solar, são menos propensos a serem presos e perdidos nos defeitos. Isso aumenta a quantidade de energia extraída.

Tom, quem é o autor principal do artigo, diz que a equipe descobriu este comportamento "inesperado" medindo quanta luz é emitida por painéis contendo selênio.

Como o selênio não é distribuído uniformemente pelos painéis, eles compararam a 'luminescência' emitida por áreas onde havia pouco ou nenhum selênio presente e áreas onde o selênio estava muito concentrado.

Tom explicou:"Embora pareça contra-intuitivo, bom material de célula solar sem defeitos é muito eficiente na emissão de luz, e então luminesce fortemente.

"Mapeamos a luminescência emitida por uma célula solar contendo selênio com uma resolução de cerca de 1/10, 000 por milímetro e comparou-o a um mapa de alta resolução da concentração de selênio obtido exatamente na mesma área da célula.

"É notavelmente óbvio quando você vê os dados que as regiões ricas em selênio luminescem muito mais brilhantemente do que o telureto de cádmio puro, e o efeito é notavelmente forte. "

Tom espera que as descobertas levem à melhoria dos painéis solares e ao aumento do uso em todo o mundo.

Ele comentou:"Agora que a melhoria da eficiência induzida pelo selênio é melhor compreendida, pode ser possível usar esse conhecimento para aumentar ainda mais a eficiência dos painéis solares de telureto de cádmio.

"Por exemplo, isso poderia ser simplesmente aumentando a quantidade de selênio nos dispositivos ou alterando sua distribuição dentro da célula.

"Se a eficiência puder ser aumentada, isso diminuiria ainda mais os preços da eletricidade e teria um impacto positivo direto nas regiões que adotam a tecnologia. "

De aparecer em Nature Energy , ele disse:"É bom ter alguma garantia de que seu trabalho está indo na direção certa.

"Espero que os resultados possam ser úteis para outros pesquisadores e, no final das contas, tenham um impacto positivo."

Professor Michael Walls, Professor de energia fotovoltaica e acadêmico supervisionando o doutorado de Tom. pesquisar, disse:"Agora sabemos como o selênio melhora a eficiência da célula solar, deve ser possível melhorar ainda mais a potência de saída.

"É um ótimo exemplo de uma equipe internacional trabalhando em conjunto, contribuindo com sua experiência e instalações e desenvolvendo uma compreensão fundamental de como os dispositivos realmente funcionam."