p Ao aplicar um revestimento a nanofios de silício individuais, pesquisadores de Harvard e Berkeley melhoraram significativamente a eficiência e a sensibilidade dos materiais. p As evidências, publicado em 20 de maio, 2011, emissão de Nano Letras , sugerem que os fios revestidos são promissores para fotodetectores e tecnologias de captação de energia, como células solares.

p Devido a uma grande proporção de superfície para volume, nanofios normalmente sofrem de uma alta taxa de recombinação de superfície, o que significa que as cargas fotogeradas se recombinam em vez de serem coletadas nos terminais. O tempo de vida do portador de um nanofio básico é reduzido em quatro a cinco ordens de magnitude, reduzindo a eficiência do material em aplicações como células solares para alguns por cento.

p "Os nanofios têm potencial para oferecer alta conversão de energia a baixo custo, ainda assim, sua eficiência limitada os impediu, "diz Kenneth Crozier, Professor Associado de Engenharia Elétrica na Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas de Harvard (SEAS).

p Com seu último trabalho, Crozier e seus colegas demonstraram o que pode ser uma solução promissora. Fazendo medições de precisão fina em nanofios únicos revestidos com uma camada de silício amorfa, a equipe mostrou uma redução dramática na recombinação da superfície.

p A passivação de superfície tem sido usada há muito tempo para promover a eficiência em chips de silício. Até agora, a passivação de superfície de nanofios foi explorada muito menos.

p A criação do revestimento que passivava as superfícies dos nanofios foi um feliz acidente. Durante a preparação de um lote de nanofios de silício de cristal único, os cientistas conjeturam, as pequenas partículas de ouro usadas para crescer os nanofios se esgotaram. Como resultado, eles pensam, o revestimento de silício amorfo foi simplesmente depositado nos fios individuais.

p Em vez de abandonar o lote, Crozier e sua equipe decidiram testá-lo. Estudos de digitalização de fotocorrentes indicados, surpreendentemente, redução de quase cem vezes na recombinação de superfície. Geral, os fios revestidos apresentaram um aumento de 90 vezes na fotossensibilidade em comparação com os não revestidos.

p Coautor Yaping Dan, um pós-doutorado no laboratório de Crozier que liderou os experimentos, sugere que a razão para a eficiência aumentada é que o revestimento estende fisicamente as ligações de átomos quebradas na superfície de silício monocristalino. Ao mesmo tempo, o revestimento também pode formar uma barreira de alto potencial elétrico na interface, que confina os portadores de carga fotogerados dentro do silício monocristalino.

p "Até onde sabemos, os cientistas não fizeram esses tipos de medições de precisão de passivação de superfície no nível de nanofios individuais, "diz Crozier." Simplesmente colocando uma fina camada de silício amorfo em um nanofio de silício cristalino reduz a recombinação da superfície em quase duas ordens de magnitude. Achamos que o trabalho irá resolver algumas das desvantagens dos nanofios, mas manterá suas vantagens. "

p Devido ao aumento da vida útil da operadora, os pesquisadores esperam que seus fios ofereçam maior eficiência de conversão de energia quando usados ​​em dispositivos de células solares.