Desenho de borboleta preta. Crédito:Radwanul Hasan Siddique, KIT / Caltech
(Phys.org) —Uma equipe de pesquisadores do Instituto de Tecnologia da Califórnia e do Instituto de Tecnologia de Karlsruh melhorou a eficiência das células solares de película fina imitando a arquitetura das asas de uma borboleta rosa. Em seu artigo publicado na revista Avanços da Ciência , o grupo explica sua inspiração para estudar as asas das borboletas e os detalhes de suas células solares aprimoradas.
Enquanto os cientistas buscam maneiras de melhorar a eficiência das células solares, alguns estão cada vez mais se voltando para células solares de película fina. Essas células não são apenas mais leves e mais gerenciáveis do que as células tradicionais baseadas em cristal, mas espera-se que sejam mais eficientes se os engenheiros puderem encontrar uma maneira de fazê-los trabalhar por períodos mais longos. Um dos obstáculos para melhorar a eficiência das células solares em geral é o alto custo do hardware de movimento que rastreia o sol. Neste novo esforço, os pesquisadores se inspiraram na borboleta rosa, encontrado comumente na Índia. Tem asas pretas e macias que aquecem o inseto de sangue frio durante os períodos de frio.
Para saber mais sobre as asas da borboleta, o grupo coletou algumas amostras e as examinou ao microscópio eletrônico. Eles descobriram que as asas eram cobertas por escamas marcadas por buracos. Além de deixar as asas mais leves, Os furos, os pesquisadores descobriram, espalhou a luz atingindo-os, o que permitiu à borboleta absorver mais calor do sol.
Simulação óptica das micro e nanoestruturas da borboleta P. aristolochiae. Crédito:Radwanul Hasan Siddique, KIT / Caltech
Intrigado com o design da borboleta, os pesquisadores criaram estruturas semelhantes em seu laboratório usando folhas de silício amorfo hidrogenado. Uma camada superior com orifícios extremamente pequenos de vários tamanhos fazia a luz se espalhar e atingir a base de silício abaixo. O design, a equipe encontrou, permitiu pegar cerca de duas vezes mais luz do que os designs anteriores.
Imagem de microscópio eletrônico de varredura de nanofuros de borboletas negras. Crédito:Radwanul Hasan Siddique, KIT / Caltech
O grupo relata que criar as células foi rápido e fácil. Eles fizeram os furos deixando cair pedaços de uma solução binária de polímero que não se misturou com o tipo de polímero usado para criar a folha. O processo demorou apenas cinco a dez minutos.
Cientistas do KIT e Caltech utilizam os nanoholes desordenados da borboleta negra para melhorar o desempenho da célula solar. Crédito:Radwanul Hasan Siddique, KIT / Caltech
Cientistas do KIT e Caltech utilizam os nanoholes desordenados da borboleta negra para melhorar o desempenho da célula solar. Crédito:Radwanul Hasan Siddique, KIT / Caltech
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