p (Phys.org) —Células solares baseadas em plásticos compostos semicondutores e nanotubos de carbono é uma das novas tecnologias mais promissoras para a produção de células solares impressas de baixo custo. Físicos da Universidade de Umeå descobriram que é possível reduzir o número de nanotubos de carbono no dispositivo em mais de 100 vezes, mantendo a capacidade excepcional de transporte de cargas. Isso é conseguido graças à nanoengenharia inteligente da camada ativa dentro do dispositivo. Seus resultados são publicados como notícia de primeira página no jornal Nanoescala . p Os nanotubos de carbono são cada vez mais atraentes para uso em células solares em substituição ao silício. Eles podem ser misturados em um polímero semicondutor, e depositado da solução por métodos simples e baratos para formar células solares finas e flexíveis. O material híbrido é fácil de espalhar sobre uma grande superfície e os nanotubos têm excelente condutividade elétrica, e podem efetivamente separar e transportar cargas elétricas geradas a partir da energia solar.

p No início deste ano, Dr. David Barbero e sua equipe de pesquisa na Universidade de Umeå, demonstraram pela primeira vez que se os nanotubos de carbono estiverem conectados uns aos outros de maneira controlada para formar redes nanométricas complexas, pode-se obter transporte de carga e eletricidade significativamente mais altos do que antes, usando os mesmos materiais. Isso significa que o transporte de cargas elétricas ocorre com pouquíssima perda de energia.

p Estudos anteriores relataram que há um limite de percolação para a quantidade de nanotubos de carbono necessária para transportar cargas elétricas de forma eficiente em um dispositivo. Abaixo deste limite, o dispositivo se torna completamente ineficiente e nenhuma corrente pode ser gerada.

p Neste novo estudo, O Dr. Barbero e sua equipe da Universidade de Umeå mostram que esse limite pode ser reduzido em mais de 100 vezes em um polímero semicondutor e ainda gerar altas correntes e transporte de carga com cargas de nanotubos muito baixas, reduzindo assim fortemente os custos de materiais.

p “Nossos resultados são importantes de um ponto de vista fundamental, mas também de importância prática. Os nanotubos semicondutores purificados, que são necessários para dispositivos de alto desempenho, ainda são muito caros e demorados para produzir. Agora, dispositivos de nanocarbono, como células solares baseadas em nanotubos de carbono, podem ser produzidos com um número muito menor de nanotubos de carbono e, portanto, custos de material muito reduzidos, "diz David Barbero.

p Espera-se que os novos resultados acelerem o desenvolvimento da próxima geração de células solares à base de nanocarbono de filme fino processado em solução, que são mais eficazes na geração de energia e menos dispendiosas de produzir em comparação com as células solares de hoje.