(Phys.org) - Fileiras de pregos de alumínio ajudam os painéis solares a extrair mais energia da luz do sol do que aqueles com superfícies planas.

A maioria das células solares usadas em residências e na indústria são feitas com espessas camadas de material para absorver a luz solar, mas foram limitados no passado por custos relativamente altos. Muitos novos, Projetos de custo mais baixo são limitados porque sua camada de material que absorve luz é muito fina para extrair energia suficiente.

Em uma nova pesquisa, os cientistas demonstraram que a eficiência de todos os projetos de painéis solares pode ser melhorada em até 22 por cento, cobrindo sua superfície com pinos de alumínio que dobram e prendem a luz dentro da camada absorvente.

No nível microscópico, os pinos fazem os painéis solares parecerem semelhantes aos blocos de construção de LEGO interligados com os quais as crianças em todo o mundo brincam.

O estudo está publicado na revista Relatórios Científicos por cientistas do Imperial College London e colaboradores internacionais na Bélgica, China e Japão.

"Nos últimos anos, tanto a eficiência quanto o custo dos painéis solares comerciais melhoraram, mas eles permanecem caros em comparação com os combustíveis fósseis. Como o material absorvente sozinho pode representar a metade do custo de um painel solar, nosso objetivo é reduzir ao mínimo a quantidade isso é necessário, "disse o autor principal, Dr. Nicholas Hylton, do Departamento de Física do Imperial College London.

"O sucesso da nossa tecnologia, em combinação com revestimentos anti-reflexo modernos, nos levará um longo caminho em direção a células solares finas e altamente eficientes que poderiam estar disponíveis a um preço competitivo. "

O Dr. Hylton e seus colegas anexaram fileiras de cilindros de alumínio de apenas 100 nanômetros na parte superior do painel solar, onde eles interagem com a luz que passa, fazendo com que os raios de luz individuais mudem de curso. Mais energia é extraída da luz conforme os raios ficam efetivamente presos dentro do painel solar e viajam por distâncias mais longas através de sua camada absorvente.

No passado, os cientistas tentaram alcançar o efeito de curvatura da luz usando tachas de prata e ouro porque esses materiais são conhecidos por interagir fortemente com a luz, no entanto, esses metais preciosos reduzem a eficiência, pois absorvem parte da luz antes que ela entre no painel solar.

"A chave para entender esses novos resultados está na maneira como as estruturas internas desses metais interagem com a luz. Ouro e prata têm um forte efeito na passagem dos raios de luz, que pode penetrar nos minúsculos pinos e ser absorvido, enquanto o alumínio tem uma interação diferente e apenas dobra e espalha a luz à medida que passa por eles para as células solares. "

Uma vantagem adicional dessa solução é que o alumínio é mais barato e muito mais abundante do que a prata e o ouro.

O sucesso futuro desta tecnologia abre a possibilidade de fazer painéis solares flexíveis que podem ser aplicados a qualquer superfície plana ou curva, que pode ser usado para fornecer energia a tudo, desde eletrodomésticos até eletrônicos portáteis, como laptops.