Faça melhor com menos. Esse é o desafio que os pesquisadores do Instituto Federal Suíço de Tecnologia em Lausanne (EPFL) se propuseram, apoiado pela Swiss National Science Foundation e pelo Federal Office of Energy. Sua especialidade:fabricar células solares mil vezes mais finas do que as células convencionais. Para aumentar a produção das células, eles desenvolveram uma nova técnica de nanopadronização.

Mesmo que o silício seja um dos elementos mais abundantes, a energia necessária para fazer silício a partir da areia é imensa. É por esse motivo, mas também para reduzir os custos de fabricação, que o professor Christophe Ballif e sua equipe do Laboratório de Eletrônica de Filme Fino e Fotovoltaico da EPFL trabalharam por vários anos em células solares de silício de filme fino que são mil vezes mais finas do que as células convencionais.

Só há um problema:quanto mais finas as células, quanto menos absorvem os raios do sol e menos eletricidade produzem. Portanto, os pesquisadores estão tentando capturar a luz nas finas camadas de silício para aumentar sua absorção. Tradicionalmente, finas camadas de óxido de zinco - um material muito abundante, completamente não tóxico, e que cresce na forma de pequenos cristais em forma de pirâmide - são usados ​​para esse propósito. Esses cristais espalham a luz de maneira eficiente na camada de silício subjacente. Com essas camadas de óxido de zinco, até mesmo um novo recorde mundial de eficiência da célula foi alcançado.

Reduzindo custos

Mas os cientistas estão tentando bater esse recorde. “É difícil modificar a forma piramidal natural desses cristais para obter um espalhamento de luz ainda melhor, ”Explica o pesquisador Corsin Battaglia, “Então tivemos a ideia de forçar os cristais a crescerem em um suporte diferente, um molde invertido com a estrutura desejada. ”A ideia é tão engenhosa quanto simples. Uma vez que a fina camada de óxido de zinco é depositada no molde, tudo o que precisa ser feito é "desmoldá-lo" - como você faria com uma tarte tatin, por exemplo - para obter um filme com a estrutura desejada.

Este procedimento, descrito na edição de setembro da revista Nature Photonics, não só aumenta a quantidade de luz capturada, aumentando assim a produção, mas também tem o potencial de reduzir o custo das células devido à sua compatibilidade com a produção em massa. Esses são argumentos interessantes em um momento em que a energia fotovoltaica busca produzir eletricidade a um preço inferior ao preço atual da rede.