p (Phys.org) - Um dos maiores desafios da indústria fotovoltaica de silício é tornar as células solares economicamente viáveis. Para cumprir este objetivo, o custo do módulo, que atualmente é cerca de US $ 1 / watt, precisa ser reduzido para apenas metade disso. Grande parte desse custo vem do material de silício e dos caros processos de fabricação frequentemente usados. Em um novo estudo, uma equipe de cientistas e engenheiros demonstrou que uma célula solar híbrida coberta por nanocones de silício e um polímero orgânico condutor pode atender a ambas as áreas de corte de custos e, ao mesmo tempo, fornecer excelente desempenho. p Os pesquisadores, liderado pelo Professor Yi Cui e Professor Michael D. McGehee da Universidade de Stanford, publicaram seu estudo em uma edição recente da Nano Letras .

p O uso de texturização em nanoescala pelas células solares híbridas tem duas vantagens:melhora a absorção de luz e reduz a quantidade de material de silício necessária. A texturização em nanoescala anterior de células solares envolveu nanofios, nanodomes, e outras estruturas. Aqui, os pesquisadores descobriram que uma estrutura de nanocone com uma razão de aspecto (altura / diâmetro de um nanocone) de cerca de um fornece uma forma ideal para o aumento da absorção de luz, pois permite uma boa anti-reflexo (para comprimentos de onda curtos de luz) e espalhamento de luz (para comprimentos de onda longos )

p Em projetos anteriores usando texturização em nanoescala, o espaço entre as estruturas normalmente é muito pequeno para ser preenchido com polímero, portanto, uma segunda camada completa é necessária. Mas a estrutura de nanocone afilada demonstrada aqui permite que o polímero seja revestido nos espaços abertos, eliminando a necessidade de outros materiais. Ao formar esta estrutura híbrida de nanocone / polímero com um simples, método de baixa temperatura, os custos de processamento também são reduzidos.

p Depois de testar a célula solar e fazer algumas melhorias, os pesquisadores produziram um dispositivo com eficiência de 11,1%, que é a mais alta entre as células solares híbridas de silício / orgânicas até hoje. Além disso, a densidade de corrente de curto-circuito, que indica a maior corrente que a célula solar pode gerar, é apenas ligeiramente inferior ao recorde mundial para uma célula solar de silício monocristalino, e muito próximo do limite teórico.

p Devido ao bom desempenho das células solares híbridas de polímero de nanocone de silício e processamento barato, os pesquisadores prevêem que um dia eles poderão ser usados ​​como dispositivos fotovoltaicos economicamente viáveis. p Copyright 2012 Phys.org
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