Nanopartículas moleculares levam a um grande avanço no desenvolvimento de células solares
p Ilustração esquemática da geração de dois fótons de menor energia (½h) quando o haleto de bismuto orgânico-inorgânico está sob iluminação de um fóton de alta energia (h). Os dois aglomerados são as subunidades do material cristalino a granel preparado por meio de processamento de solução. A geração de dois fótons a partir de um envolve a transferência de energia entre dois aglomerados vizinhos e dois processos de relaxação. Crédito:University of St Andrews
p Um novo estudo realizado por pesquisadores da Universidade de St Andrews pode anunciar um grande avanço no desenvolvimento de células solares. p O uso eficiente da energia solar para geração de eletricidade é considerado vital para reduzir as emissões de dióxido de carbono, uma causa do aquecimento global.
p A pesquisa de St Andrews, liderado pelo professor John Irvine, demonstrou que as nanopartículas atomicamente precisas conhecidas como nanoclusters ou nanopartículas moleculares são capazes de cortar um fóton de alta energia em dois de baixa energia, que poderia beneficiar o desenvolvimento da energia fotovoltaica de terceira geração, a conversão direta de luz em eletricidade no nível atômico.
p Os resultados são publicados hoje (1 de agosto de 2017) na revista científica
Nature Communications .
p A eficiência de uma célula solar de junção única ideal é limitada a 30 por cento para equilibrar a absorção de luz e a energia dos pares de eletro-orifícios excitados. O corte de um fóton de alta energia em dois fótons de quase metade da energia pode oferecer a perspectiva de exceder o limite de eficiência, pois aumentará o número de portadores de carga e o uso eficiente de raios de luz de alta energia no espectro solar.
p A geração de dois fótons de baixa energia a partir de um de alta energia foi observada em pontos quânticos e íons lantanídeos devido ao confinamento de excitons e ao transporte de portadores de carga dos vizinhos.
p Agora, a equipe liderada por St Andrews demonstrou que os nanoclusters em haleto de bismuto híbrido orgânico-inorgânico também podem ser usados para a divisão de um fóton de alta energia com os nanoclusters e isso pode trazer avanços nas células solares, uma vez que são organizados em uma massa cristalina material que pode ser processado a partir da solução.
p O professor Irvine disse:"Espera-se que este estudo estimule o estudo de materiais com nanoclusters ou materiais híbridos orgânico-inorgânicos de baixa dimensão para dispositivos fotônicos e esta subunidade atômica precisa em materiais cristalinos poderia facilitar a preparação e processamento de nanopartículas pois são controlados pela estrutura cristalina intrínseca do material. "
