p A luz solar refletida pelas células solares é perdida como energia não utilizada. As asas da borboleta Pachliopta aristolochiae são perfurados por nanoestruturas (nanoholes) que ajudam a absorver luz em um amplo espectro muito melhor do que superfícies lisas. Pesquisadores do Karlsruhe Institute of Technology (KIT) conseguiram agora transferir essas nanoestruturas para células solares e, portanto, aumentando sua taxa de absorção de luz em até 200 por cento. Os cientistas relatam seus resultados no jornal Avanços da Ciência . p “A borboleta estudada por nós é de um preto muito escuro. Isso significa que ela absorve perfeitamente a luz do sol para uma gestão ótima do calor. Ainda mais fascinantes do que sua aparência são os mecanismos que ajudam a atingir a alta absorção. O potencial de otimização na transferência dessas estruturas para fotovoltaicos (PV ) sistemas foram considerados muito maiores do que o esperado, "diz o Dr. Hendrik Hölscher do Instituto de Tecnologia de Microestrutura (IMT) do KIT.

p Os cientistas da equipe de Hendrik Hölscher e Radwanul H. Siddique (antigo KIT, agora Caltech) reproduziu as nanoestruturas da borboleta na camada absorvente de silício de uma célula solar de filme fino. A análise subsequente da absorção de luz produziu resultados promissores:em comparação com uma superfície lisa, a taxa de absorção da luz incidente perpendicular aumenta em 97% e aumenta continuamente até atingir 207% em um ângulo de incidência de 50 graus. "Isso é particularmente interessante nas condições europeias. Freqüentemente, temos luz difusa que dificilmente incide sobre as células solares em um ângulo vertical, "Hendrik Hölscher diz.

p Contudo, isso não implica automaticamente que a eficiência de todo o sistema fotovoltaico seja aprimorada pelo mesmo fator, diz Guillaume Gomard do IMT. "Além disso, outros componentes desempenham um papel. Portanto, os 200 por cento devem ser considerados um limite teórico para o aumento da eficiência. "

p Antes de transferir as nanoestruturas para células solares, os pesquisadores determinaram o diâmetro e a disposição dos nanofuros na asa da borboleta por meio de microscopia eletrônica de varredura. Então, eles analisaram as taxas de absorção de luz para vários padrões de orifícios em uma simulação de computador. Eles descobriram que orifícios desordenados de diâmetros variados, como os encontrados na borboleta preta, produziu taxas de absorção mais estáveis ​​em todo o espectro em ângulos variáveis ​​de incidência, com respeito a nanoholes monosized periodicamente arranjados. Portanto, os pesquisadores introduziram orifícios posicionados desordenadamente em um absorvedor de PV de película fina, com diâmetros variando de 133 a 343 nanômetros.

p Os cientistas demonstraram que o rendimento de luz pode ser aumentado consideravelmente removendo material. No projeto, eles trabalharam com silício amorfo hidrogenado. De acordo com os pesquisadores, Contudo, qualquer tipo de tecnologia PV de filme fino pode ser melhorado com tais nanoestruturas, também em escala industrial.

p Módulos fotovoltaicos de filme fino representam uma alternativa economicamente atraente para células solares convencionais de silício cristalino, como a camada de absorção de luz é mais fina por um fator de até 1000 e, portanto, o consumo de material é reduzido. Ainda, as taxas de absorção de camadas finas são inferiores às das células de silício cristalino. Portanto, eles são usados ​​em sistemas que precisam de pouca energia, como calculadoras de bolso ou relógios. A absorção aprimorada tornaria as células de filme fino muito mais atraentes para aplicações maiores, como sistemas fotovoltaicos em telhados.