p Aumentar a relação custo-benefício dos dispositivos fotovoltaicos é fundamental para tornar essas fontes de energia renováveis ​​competitivas com os combustíveis fósseis tradicionais. Uma possibilidade é usar células solares híbridas que combinem nanofios de silício com baixo custo, polímeros fotorresponsivos. A alta área de superfície e a natureza confinada dos nanofios permitem que eles capturem quantidades significativas de luz para operações com células solares. Infelizmente, estes finos, estruturas semelhantes a agulhas são muito frágeis e tendem a se colar quando os fios se tornam muito longos. p Agora, as descobertas de Xincai Wang do Instituto de Tecnologia de Fabricação A * STAR Cingapura e colegas de trabalho da Universidade Tecnológica de Nanyang poderiam virar o jogo em nanofios de silício, melhorando a fabricação de 'nanoholes' de silício - cavidades estreitas esculpidas em pastilhas de silício que melhoraram a mecânica e capacidades de colheita de luz.

p Os nanofuros são particularmente eficazes na captura de luz porque os fótons podem ricochetear muitas vezes dentro dessas aberturas até que ocorra a absorção. No entanto, ainda falta uma compreensão prática de como fabricar essas estruturas minúsculas. Um problema significativo, observa Wang, é o controle dos estágios iniciais da formação de nanofuros - um período crucial que muitas vezes pode induzir defeitos na célula solar.

p Em vez da litografia tradicional demorada, os pesquisadores identificaram uma rápida, abordagem 'sem máscara' para a produção de nanoholes usando nanopartículas de prata. Primeiro, eles depositaram uma camada nanométrica de prata sobre um wafer de silício, que endureceram por recozimento usando um laser ultravioleta de explosão rápida. A otimização cuidadosa deste procedimento produziu matrizes regulares de nanoesferas de prata no topo da superfície de silício, com tamanho de esfera e distribuição controlada pelas condições de recozimento a laser.

p Próximo, o complexo nanosfera-silício foi imerso em uma solução de peróxido de hidrogênio e ácido fluorídrico - uma mistura que corrói os átomos de silício diretamente abaixo das nanoesferas catalíticas de prata. A remoção subsequente das partículas de prata com ácido produziu o final, superfície de silicone infundida com nanofuros (veja a imagem).

p A equipe analisou a atividade da célula solar de suas interfaces de nano-furos revestindo-as com um polímero semicondutor e eletrodos de metal. Seus experimentos revelaram uma dependência notável da profundidade dos nano-furos:cavidades mais profundas do que um micrômetro mostraram quedas bruscas na eficiência de conversão de energia de um máximo de 8,3 por cento devido ao espalhamento de luz de superfícies mais ásperas e efeitos de resistência em série mais elevados.

p "Nosso processo simples para fazer dispositivos híbridos de nanofuro de silício pode reduzir com sucesso os custos de fabricação que impedem a indústria de células solares, "diz Wang." Além disso, esta abordagem pode ser facilmente transferida para filmes finos de silício para desenvolver células solares híbridas de silício-polímero de filme fino com eficiência ainda maior. "