### Pequenos passos para os elétrons – grande futuro? Microscópio ultrarrápido revela caminhos de elétrons em células solares

Um novo microscópio ultrarrápido revelou os caminhos que os elétrons percorrem nas células solares, lançando luz sobre como melhorar sua eficiência.

O microscópio, desenvolvido por pesquisadores da Universidade da Califórnia, em Berkeley, pode rastrear o movimento dos elétrons em tempo real, com resolução de apenas alguns femtossegundos (quadrilionésimos de segundo). Isto permitiu aos investigadores ver como os eletrões se movem através das diferentes camadas de uma célula solar e como são afetados por defeitos e impurezas.

As descobertas poderão ajudar a melhorar a eficiência das células solares, que atualmente são limitadas pelo facto de muitos dos eletrões gerados pela luz solar serem perdidos antes de poderem ser convertidos em eletricidade. Ao compreender como os elétrons se movem através das células solares, os pesquisadores podem projetar novos materiais e estruturas que permitirão a coleta de mais elétrons.

“Este é um grande avanço na nossa compreensão de como funcionam as células solares”, disse o principal autor do estudo, Dr. Jeffrey Bokor. "Ao sermos capazes de rastrear o movimento dos elétrons em tempo real, podemos agora ver como eles são afetados pelos diferentes materiais e estruturas usados ​​nas células solares. Esse conhecimento nos permitirá projetar células solares mais eficientes que podem converter mais luz solar em eletricidade."

A pesquisa foi publicada na revista Nature Photonics.

Como funciona o microscópio ultrarrápido

O microscópio ultrarrápido usa uma técnica chamada espectroscopia de fotoemissão resolvida no tempo para rastrear o movimento dos elétrons. Nesta técnica, um pulso de luz é usado para excitar os elétrons na célula solar e, em seguida, um segundo pulso de luz é usado para sondar a energia e o momento dos elétrons excitados. Medindo a diferença de tempo entre os dois pulsos, os pesquisadores podem determinar a velocidade dos elétrons.

O microscópio também pode ser usado para mapear a distribuição espacial dos elétrons. Isto é feito varrendo o feixe de laser através da célula solar e medindo o sinal de fotoemissão em cada ponto. A imagem resultante mostra a localização dos elétrons na célula solar, o que pode ajudar a identificar defeitos e impurezas que podem afetar a eficiência da célula.

O futuro das células solares

O microscópio ultrarrápido é uma ferramenta poderosa que ajudará os pesquisadores a melhorar a eficiência das células solares. Ao compreender como os elétrons se movem através das células solares, os pesquisadores podem projetar novos materiais e estruturas que permitirão que mais elétrons sejam coletados e convertidos em eletricidade. Isto tornará as células solares mais acessíveis e eficientes e ajudará a acelerar a transição para um futuro energético limpo.