A gravação de um padrão simples em painéis solares aumenta a absorção de luz em 125%, mostra estudo

ANÚNCIO
Painéis solares oferecem um enorme potencial para afastar mais pessoas da eletricidade gerada pela queima de carvão, e uma nova inovação concebida por cientistas representa mais do que o dobro da quantidade de luz capturada por células solares convencionais.
.
Em um novo estudo, uma equipe de cientistas do Reino Unido, Portugal e Brasil descobriu que gravar um padrão raso de linhas de grade em um design quadriculado em células solares pode aumentar a corrente gerada pelo silício cristalino (c-Si) em até 125%.
.

Até agora, tentativas comparáveis usando designs de grade simples produziram apenas ganhos marginais na absorção da luz solar, diz a equipe.
.

Preços dos painéis solares devem baixar cerca de 35% em 2018 - Pplware
Foto: (Reprodução/ Internet).

Isso levou a ajustes estruturais teoricamente mais complicados , para não mencionar todos os tipos de designs alternativos baseados em energia solar, incluindo painéis anti-solaresalgas coletoras de luz e células solares transparentes.

ANÚNCIO

Embora cada descoberta seja um avanço legítimo em direção a um mundo menos (e, em última análise, não) dependente de combustíveis fósseis, Schuster e a equipe dizem que mesmo ajustes muito simples na tecnologia existente de células solares podem aumentar significativamente nossa capacidade de colher energia do sol.

Leia também: Lua pode ter protegido a Terra primitiva do Sol, protegendo nossa atmosfera

Em vez de olhar para novos projetos estruturais baseados em texturas naturais ou algoritmos computacionais, os pesquisadores se concentraram em identificar quais considerações teóricas básicas permitiriam um padrão otimizado para a dispersão e difração da luz solar.

Seu objetivo era fazer com que uma célula solar absorvesse mais energia, prendendo mais luz solar e refletindo menos de si mesma.

ANÚNCIO

Sua modelagem sugere que linhas de grade, dispostas em estrutura periódica simples quase aleatória otimizam o desempenho de um “domínio fotônico”: a região dentro de uma estrutura fotônica na qual um elemento difrativo básico é periodicamente organizado de uma forma unidimensional.

getImage 1
Formas variadas de placas solares. (Li et al., Optica, 2020)

Em um experimento, a equipe simulou o desempenho de um domínio fotônico com padrão quadriculado, feito de uma placa de silício cristalino com apenas 1 micrômetro de espessura (várias vezes mais fino do que um fio de seda de teia de aranha).

E comparou-o com outros tipos de designs de células solares incluindo uma célula plana simples, linhas de grade verticais, linhas cruzadas e outros.

Leia também: Físicos armazenam e transportam luz usando memória quântica

Os resultados sugeriram que o tabuleiro de xadrez com rotações aleatórias de suas unidades repetidas gera mais corrente do que qualquer uma das células concorrentes e gera cerca de 125% tanto quanto uma célula solar convencional sem um design de linha de grade.

UEM tem proposta aprovada pela Eletrobrás para usar painéis fotovoltaicos no HUM
Foto: (Reprodução/ Internet).

Além disso, por causa de sua simplicidade inerente, a equipe diz que o design do tabuleiro de xadrez poderia ser mais fácil de fabricar em escala industrial e também mais robusto do que outros padrões de células solares nanoestruturados mais complexos.

Além disso, ao fabricar essas células solares finas com um design quadriculado, a relação custo-benefício dos recursos usados para a fabricação de células poderia ser 10 vezes maior, acredita a equipe.

Leia também: Uma alternativa sustentável: pacotes de molho “plástico” totalmente comestíveis com algas marinhas

“Em princípio, implantaríamos 10 vezes mais energia solar com a mesma quantidade de material absorvente”, diz Schuster.

“Células solares dez vezes mais finas podem permitir uma rápida expansão da energia fotovoltaica, aumentar a produção de eletricidade solar e reduzir significativamente nossa pegada de carbono.”

Os resultados são relatados em Optica.

Traduzido e adaptado por equipe Saibamais
.

Fonte: ScienceAlert

 

ANÚNCIO