p Mais leve, mais flexível, e mais barato do que os materiais convencionais de células solares, nanotubos de carbono (CNTs) há muito se mostram promissores para a energia fotovoltaica. Mas a pesquisa parou quando os CNTs provaram ser ineficientes, convertendo muito menos luz solar em energia do que outros métodos. p Agora, uma equipe de pesquisa liderada por Mark Hersam, professor de ciência e engenharia de materiais e cadeira Bette e Neison Harris de Excelência em Ensino da Escola de Engenharia McCormick da Northwestern University, criou um novo tipo de célula solar CNT que é duas vezes mais eficiente que seus antecessores. É também a primeira célula solar CNT a ter seu desempenho certificado pelo Laboratório Nacional de Energia Renovável.

p "O campo estava oscilando em torno de 1 por cento de eficiência por cerca de uma década; ele realmente se estabilizou, ", Disse Hersam." Mas fomos capazes de aumentá-lo para mais de 3 por cento. É um salto significativo. "

p A pesquisa é descrita no artigo "Polychiral Semiconducing Carbon Nanotube-Fullerene Solar Cells" na edição de 7 de agosto de Nano Letras .

p O segredo está na quiralidade dos CNTs, que é uma combinação do diâmetro e torção dos tubos. Quando uma fina folha de carbono é enrolada em um nanotubo, várias centenas de quiralidades diferentes são possíveis. No passado, os pesquisadores tendiam a escolher uma quiralidade particular com boas propriedades semicondutoras e construir uma célula solar inteira a partir dela.

p "O problema é que cada quiralidade de nanotubo absorve apenas uma faixa estreita de comprimentos de onda ópticos, "Hersam disse." Se você fizer uma célula solar de um único nanotubo de carbono quiralidade, você basicamente joga fora a maior parte da luz solar. "

p A equipe de Hersam fez uma mistura de poliquiral, ou quiralidade múltipla, nanotubos semicondutores. Isso maximizou a quantidade de fotocorrente produzida pela absorção de uma faixa mais ampla de comprimentos de onda do espectro solar. As células absorveram significativamente os comprimentos de onda do infravermelho próximo, uma gama que tem sido inacessível a muitas tecnologias líderes de filme fino.

p Embora este seja um grande progresso para células solares CNT, eles ainda estão atrás de outros materiais em eficiência. Silício, por exemplo, pode ser 15-20 por cento eficiente, mas é mais caro de fabricar. "Se você olhar para o nosso desempenho, certamente há um grande salto, - disse Hersam. - Mas há mais trabalho a ser feito. Ainda temos que avançar essa tecnologia por um fator de três a cinco. "

p Hersam disse que o próximo passo é criar células solares CNT policirais com múltiplas camadas. Cada camada seria otimizada para uma parte específica do espectro solar e, portanto, absorver mais luz. Ele disse que eles também podem incorporar outros materiais, como semicondutores orgânicos ou inorgânicos, para complementar os CNTs.

p "O que gostaríamos de fazer é absorver cada fóton do sol e convertê-lo em eletricidade, "disse ele." Em outras palavras, gostaríamos de ter uma célula solar que tivesse um espectro de absorção que correspondesse perfeitamente à luz solar. Estamos no caminho para esse objetivo. "