Químicos da Califórnia descobrem como fabricar painéis solares de polímero de alto desempenho

Um exemplo de painéis de polímeros

Os químicos da Universidade da Califórnia propuseram um esquema para organizar células solares de polímeros que melhoram sua eficiência. O sistema permite que você economize a carga acumulada não em microssegundos, como baterias de polímero convencionais, mas por vários dias. Os cientistas foram inspirados, é claro, pelo exemplo da natureza.

A fotossíntese é um processo incrível, complexo e altamente eficiente (no caso do uso de clorofila), graças ao qual toda a vida existe no planeta. No curso da evolução, as usinas aprenderam a tecnologia em vários estágios para produzir energia elétrica a partir de fótons. Nesse caso, a estrutura da planta é tal que o elétron é separado da molécula que recebeu uma carga positiva e permanece separado dela. Como resultado, a cobrança é conservada.

Os engenheiros estão tentando substituir os painéis de silício de alto desempenho e caros pelos de polímeros baratos , mas eles têm uma falha - sua estrutura geralmente leva ao fato de que o elétron recém-obtido se reúne com o doador, o que reduz o coeficiente de conversão fotoelétrica dos painéis. O coeficiente típico para painéis de polímeros é de cerca de 5%, enquanto para o silício atinge 25% e para estruturas multicamadas de vários materiais, é superior a 30%.

Anteriormente, os engenheiros não sabiam como dar aos painéis de polímero uma estrutura mais eficiente. Os painéis de polímero padrão se assemelham a um misto bem misturado de longas moléculas de espaguete-polímero e almôndegas-fulerenos. Os polímeros agem como doadores, transferindo elétrons para aceitadores de fulereno, mas costumam "retroceder" sem parar nos aceitadores.


Monstro de macarrão entende o que está em jogo

Agora, os químicos da Califórnia propuseram o caminho certo para ordenar a estrutura. Nos painéis feitos de acordo com seu método, pedaços finos de espaguete de polímero contêm várias almôndegas de fulereno dentro, enquanto outros fulerenos cercam esses pedaços do lado de fora. O elétron chega primeiro aos fulerenos internos, dos quais vai para os fulerenos externos, onde pode ser ligado por vários dias ou até semanas. E isso aumenta muito a eficiência dos painéis.

Ao mesmo tempo, não são necessárias soluções tóxicas para montar esses painéis - eles podem ser coletados em água comum. E o processo de montagem é bastante simplificado - é suficiente, segundo os químicos, simplesmente "jogar todos os materiais preparados na água, e eles se montam na estrutura correta". Agora os químicos estão trabalhando no processo de fabricação de painéis solares reais com base nessa tecnologia.

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