p (PhysOrg.com) - Um avanço científico em energia renovável que promete uma revolução na facilidade e no custo do uso de células solares, foi anunciado hoje. Um novo estudo mostra que mesmo usando métodos de fabricação muito simples e baratos - onde camadas flexíveis de material são depositadas sobre grandes áreas como filme plástico - estruturas de células solares eficientes podem ser feitas. p O estudo, publicado no jornal Materiais de energia avançados , abre o caminho para novas técnicas de fabricação de células solares e a promessa de desenvolvimentos em energia solar renovável. Cientistas das Universidades de Sheffield e Cambridge usaram a ISIS Neutron Source e a Diamond Light Source no STFC Rutherford Appleton Laboratory em Oxfordshire para realizar a pesquisa.

p As células solares de plástico (polímero) são muito mais baratas de produzir do que as células solares de silício convencionais e têm potencial para serem produzidas em grandes quantidades. O estudo mostrou que quando misturas complexas de moléculas em solução são espalhadas em uma superfície, como envernizar um tampo de mesa, as diferentes moléculas se separam na parte superior e inferior da camada de uma forma que maximiza a eficiência da célula solar resultante.

p O Dr. Andrew Parnell da Universidade de Sheffield disse:"Nossos resultados fornecem insights importantes sobre como os painéis de energia solar ultra-baratos para uso doméstico e industrial podem ser fabricados em grande escala. Em vez de usar métodos de fabricação complexos e caros para criar uma nanoestrutura semicondutora específica, a impressão de alto volume poderia ser usada para produzir filmes em nanoescala (60 nanômetros) de células solares que são mil vezes mais finas do que a largura de um fio de cabelo humano. Esses filmes podem então ser usados ​​para tornar o custo-benefício, dispositivos de células solares de plástico leves e facilmente transportáveis, como painéis solares. "

p Dr. Robert Dalgliesh, um dos cientistas do ISIS envolvido no trabalho, disse, "Este trabalho ilustra claramente a importância do uso combinado de fontes de dispersão de nêutrons e raios-X, como ISIS e Diamond, na solução de desafios modernos para a sociedade. Usando feixes de nêutrons em ISIS e os raios X brilhantes de Diamond, fomos capazes de sondar a estrutura interna e as propriedades dos materiais da célula solar de forma não destrutiva. Ao estudar as camadas dos materiais que convertem a luz solar em eletricidade, estamos aprendendo como diferentes etapas de processamento mudam a eficiência geral e afetam o desempenho geral da célula solar de polímero. "

p "Nos próximos cinquenta anos, a sociedade precisará suprir as crescentes demandas de energia da população mundial sem o uso de combustíveis fósseis, e a única fonte de energia renovável que pode fazer isso é o Sol ", disse o professor Richard Jones, da Universidade de Sheffield. "Em algumas horas, energia suficiente da luz do sol cai sobre a Terra para satisfazer as necessidades de energia da Terra por um ano inteiro, mas precisamos ser capazes de aproveitar isso em uma escala muito maior do que podemos fazer agora. Células solares de polímero baratas e eficientes, que podem cobrir áreas enormes, podem nos ajudar a entrar em uma nova era de energia renovável. "

p Células solares

p Fotovoltaicos são dispositivos semicondutores usados ​​para gerar energia renovável de baixo custo - mais comumente como painéis solares. Quando a luz solar atinge uma célula fotovoltaica, ele é absorvido e sua energia é convertida em corrente elétrica. A maioria dos dispositivos fotovoltaicos é feita de silício; Contudo, os dispositivos também podem ser feitos de plástico (dispositivos fotovoltaicos orgânicos).

p Filmes plásticos podem ser depositados a partir da solução por baixo custo, técnicas de impressão rolo a rolo, resultando em economia geral significativa de energia e custos. É onde o filme é colocado em um rolo e passa por uma série de processos semelhantes à forma como os jornais são impressos e retirados do rolo no final. Atualmente, existem produtos que utilizam este tipo de tecnologia. Para aumentar ainda mais o uso, Contudo, a tecnologia precisa ser mais eficiente. As células solares de polímero são atualmente 7 a 8% eficientes. A próxima etapa é desenvolver células que sejam 10% ou mais eficientes para viabilidade comercial.

p Os materiais utilizados na pesquisa realizada pela colaboração são chamados de PCDTBT (poli [N-9′-heptadecanil-2, 7-carbazol-alt-5, 5- (4 ′, 7′-di- 2-tienil-2 ′, 1 ′, 3′-benzotiadiazol):PCBM ([6, 6] - metiléster de ácido fenil-C61-butírico), um material baseado no trabalho ganhador do Prêmio Nobel (Química 1996) do Professor Richard Smalley e do Professor Harry Kroto (entre outros) sobre o C60 Buckminsterfullerene ou forma de buckyball de carbono. Raios-X brilhantes usando instrumentos da Diamond Light Source foram usados ​​para estudar a cristalinidade do material; nêutrons no ISIS foram usados ​​para examinar o perfil de composição do material.