p As células solares comuns feitas de silício cristalino podem acessar apenas cerca de metade do espectro total da luz solar para a conversão da energia da luz em eletricidade. Em busca de materiais mais eficazes, Cientistas chineses agora combinaram três cristais semicondutores de sulfeto em um sistema fotovoltaico nanoestruturado ternário que absorve a radiação ultravioleta para as regiões próximas ao infravermelho. Conforme relatam no jornal Angewandte Chemie , os nanobastões convertem efetivamente a energia luminosa de espectro total em corrente elétrica. Esta descoberta marca um novo nível no desenvolvimento de células solares mais eficientes. p O material fotovoltaico mais comumente usado hoje em dia é o silício cristalino, mas absorve a luz do sol com eficácia apenas na região visível. Outros materiais semicondutores cobrem regiões ligeiramente diferentes do espectro solar, mas os materiais fotovoltaicos mais eficientes seriam claramente aqueles que incluem todas as regiões do ultravioleta ao infravermelho. Shu-Hong Yu e Jun Jiang e seus colaboradores da Universidade de Ciência e Tecnologia da China em Hefei agora introduziram um sistema nanoestruturado feito de três cristais de sulfeto. O material híbrido ternário de zinco, cádmio, e os sulfetos de cobre absorvem efetivamente o ultravioleta, visível, e perto da luz infravermelha, e a estrutura de revestimento de nó segmentado das minúsculas hastes fornece o alinhamento de banda de energia ideal para um acúmulo efetivo de portadores de carga.

p A base desse sistema fotocoletivo são bastões nanométricos de sulfeto de zinco, sobre os quais camadas cristalinas de sulfeto de cádmio são depositadas como um arranjo de pérolas. A base de sulfeto de zinco fornece a absorção de UV, enquanto o sulfeto de cádmio cobre a região da luz visível. Como um terceiro componente para absorção de IR, os cientistas escolheram nanocristais de sulfeto de cobre com deficiências de cobre, como este material é conhecido por apresentar um tipo especial de absorção na região do infravermelho próximo, chamada ressonância de plasmon de superfície. "Esses heteronanorodes absorvem quase todo o espectro da energia solar, "relatam os cientistas.

p Para testar a funcionalidade dos nanorods, os cientistas mediram seu desempenho em uma célula fotoeletroquímica de divisão de água. Após a iluminação de espectro total, a resposta da fotocorrente foi pronunciada, que foi a primeira evidência experimental para o design bem-sucedido de seu material fotovoltaico. Uma das conquistas cruciais deste trabalho, Contudo, foi o ajuste correto das heterojunções sensíveis que conectam as diferentes estruturas semicondutoras para alinhar as lacunas de energia dos materiais semicondutores. "Esse alinhamento escalonado permite a separação dos elétrons fotogerados e buracos na nanoestrutura híbrida ternária, "dizem os autores. Embora novos experimentos devam ser realizados, este sistema semicondutor ternário pode ser considerado um passo importante em direção a uma nova geração de células solares eficientes cobrindo as cores do arco-íris e além.