(Phys.org) - Pesquisadores de engenharia da Universidade de Arkansas alcançaram a maior eficiência de todos os tempos em uma célula solar de 9 milímetros quadrados feita de arseneto de gálio. Depois de revestir as células do tamanho de uma abotoadura com uma fina camada de óxido de zinco, a equipe de pesquisa atingiu uma eficiência de conversão de 14 por cento.

Um pequeno conjunto dessas células - de nove a 12 - gera energia suficiente para pequenos diodos emissores de luz e outros dispositivos. Mas a modificação da superfície pode ser ampliada, e as células podem ser empacotadas em grandes arranjos de painéis para alimentar grandes dispositivos, como residências, satélites, ou mesmo uma nave espacial.

A equipe de pesquisa, liderado por Omar Manasreh, professor de engenharia elétrica, publicou suas descobertas em Cartas de Física Aplicada e a edição de abril de 2014 de Materiais de energia solar e células solares .

Uma alternativa ao silício, arsenieto de gálio é um semicondutor usado para fabricar circuitos integrados, diodos emissores de luz e células solares. A modificação da superfície, alcançado através de uma síntese química de filmes finos, nanoestruturas e nanopartículas, suprimiu o reflexo do sol para que a célula pudesse absorver mais luz. Mas mesmo sem o revestimento de superfície, os pesquisadores conseguiram atingir uma eficiência de 9% ao manipular o material hospedeiro.

“Queremos aumentar a eficiência das células pequenas, "disse Yahia Makableh, Doutoranda em Engenharia Elétrica. “Com este material específico, o máximo teórico é de 33 por cento de eficiência, então temos algum trabalho a fazer. Mas estamos progredindo. A beleza do óxido de zinco é que é barato, não tóxico e fácil de sintetizar. "

Makableh disse que a modificação da superfície também pode ser aplicada a outras células solares, incluindo aqueles feitos de pontos quânticos de arsenieto de índio e arsenieto de gálio. As células solares feitas desses materiais podem ser capazes de alcançar uma eficiência de conversão de 63 por cento, o que os tornaria ideais para o desenvolvimento futuro de células solares.

Makableh usou equipamentos e instrumentação no Laboratório de Pesquisa Optoeletrônica da Faculdade de Engenharia, que é dirigido por Manasreh. Os pesquisadores em laboratório desenvolvem e funcionalizam semicondutores, revestimentos anti-reflexo nanoestruturados, Superfícies autolimpantes e nanopartículas metálicas para uso em células solares. Seu objetivo final é fabricar e testar dispositivos fotovoltaicos com maior eficiência de conversão de energia solar.

Manasreh se concentra em propriedades optoeletrônicas experimentais e teóricas de semicondutores, superredes, nanoestruturas e dispositivos relacionados.