p Imec, junto com seus parceiros de projeto, têm cooperado no âmbito de um projeto PRIMA do 7º programa-quadro da UE (7º PQ) para melhorar a eficiência e o custo das células solares. Em particular, eles trabalharam em uma estratégia de captura de luz utilizando nanoestruturas de metal que permite aos plasmons aumentar a absorção dentro da estrutura da célula solar. p Os metais nanoestruturados podem absorver e intensificar a luz em comprimentos de onda específicos. Este fenômeno, chamados plasmônicos, tem muitas aplicações promissoras:pode ser explorado para transmitir sinais ópticos através de interconexões nanométricas em chips, em nanopartículas que reconhecem e interagem com biomoléculas, ou em células solares, para aumentar a absorção de luz no material fotoativo da célula, pavimentando o caminho para uma geração de energia mais fina e, portanto, menos cara. Durante o curso do projeto europeu FP7 PRIMA, imec e seus parceiros de projeto Imperial College (Londres, REINO UNIDO), Chalmers University of Technology (Suécia), Photovoltech (Bélgica), Quantasol (Reino Unido), AZUR SPACE Solar Power (Alemanha), e a Australian National University (Austrália) obtiveram conhecimento essencial no uso de nanopartículas de metal para aumentar a eficiência da célula solar.

p Uma das realizações do projeto foi o desenvolvimento e demonstração de um método para fabricar células solares orgânicas com um eletrodo traseiro de prata nanoestruturada plasmônica (Ag) usando litografia coloidal de máscara de furo (HCL). Este de baixo custo, Uma técnica de baixo para cima e extremamente versátil mostrou-se compatível com os frágeis semicondutores orgânicos localizados abaixo. A introdução de um eletrodo traseiro de Ag nanoestruturado plasmônico resultou em um aumento de eficiência de mais do que duas vezes na cauda de absorção.

p Com relação às células solares à base de wafer, como aquelas baseadas em silício, nossos resultados indicam que, para aumentar a eficiência da célula solar, estruturas plasmônicas precisam ser integradas na parte de trás das células solares, e não na parte da frente. Nanodiscs de Ag no revestimento antirreflexo dielétrico (ARC) do lado frontal de células solares à base de silício resultaram em uma absorção de luz melhorada, mas nenhum aumento de eficiência, devido à absorção parasitária nas nanopartículas e interferências destrutivas.

p Uma ferramenta de simulação 3D foi desenvolvida, modelar com precisão as características ópticas e elétricas de dispositivos de células solares com base em semicondutores inorgânicos que incorporam nanoestruturas plasmônicas. O modelo indicou que as nanopartículas de ouro ou prata podem aumentar a eficiência da célula solar em certos comprimentos de onda, enquanto em outros comprimentos de onda, o desempenho da célula solar diminui. Nanoestruturas de alumínio, por outro lado, pode aumentar a eficiência em toda a região espectral relevante de uma célula solar devido à sua absorção de luz intrinsecamente baixa e forte espalhamento. Isso foi demonstrado experimentalmente em células solares GaAs, mas também pode ser generalizado para células de silício.