p (Phys.org) - Pesquisadores da Universidade Estadual da Carolina do Norte descobriram uma maneira de criar células solares de película fina muito mais finas sem sacrificar a capacidade das células de absorver energia solar. Tornar as células mais finas deve diminuir significativamente os custos de fabricação da tecnologia. p "Fomos capazes de criar células solares usando um design de 'sanduíche em nanoescala' com uma camada 'ativa' ultrafina, "diz o Dr. Linyou Cao, professor assistente de ciência dos materiais e engenharia na NC State e co-autor de um artigo que descreve a pesquisa. "Por exemplo, criamos uma célula solar com uma camada ativa de silício amorfo que tem apenas 70 nanômetros (nm) de espessura. Esta é uma melhoria significativa, porque as células solares de película fina típicas atualmente no mercado que também usam silício amorfo têm camadas ativas entre 300 e 500 nm de espessura. "A camada" ativa "nas células solares de película fina é a camada de material que realmente absorve a energia solar para conversão em eletricidade ou combustível químico.

p "A técnica que desenvolvemos é muito importante porque pode ser geralmente aplicada a muitos outros materiais de células solares, como telureto de cádmio, seleneto de cobre, índio e gálio, e materiais orgânicos, "Cao acrescenta.

p A nova técnica depende amplamente de processos de fabricação convencionais, mas resulta em um produto final muito diferente. A primeira etapa é criar um padrão no substrato usando técnicas de litografia padrão. O padrão descreve estruturas feitas de material dielétrico medindo entre 200 e 300 nm. Os pesquisadores então revestem o substrato e as nanoestruturas com uma camada extremamente fina de material ativo, como o silício amorfo. Esta camada ativa é então revestida com outra camada de material dielétrico.

p O uso de nanoestruturas dielétricas abaixo da camada ativa cria um filme fino com superfícies elevadas uniformemente espaçadas ao longo do filme - como ameias no topo de um castelo medieval.

p "Um aspecto fundamental desta técnica é o design do 'sanduíche em nanoescala, 'com os materiais ativos no meio de duas camadas dielétricas. As nanoestruturas atuam como antenas ópticas muito eficientes, "Cao diz, "focando a energia solar no material ativo. Essa focagem significa que podemos usar uma camada ativa mais fina sem sacrificar o desempenho. No design de película fina convencional, usar uma camada ativa mais fina prejudicaria a eficiência da célula solar. "