A energia solar é uma das tendências do nosso tempo. Em algumas regiões, com a ajuda da energia solar, você pode satisfazer plenamente suas necessidades de eletricidade. Para tornar as fotocélulas mais eficientes, muitos cientistas estão dispostos a gastar tempo e recursos, e consideráveis. Alguém consegue, mas ainda há espaço para manobras.
Alguns pesquisadores estão tentando encontrar seu caminho nesta área - por exemplo, para tornar transparentes os painéis solares. Isso expandirá o alcance de seu uso - para colocar painéis não apenas no telhado, mas, por exemplo, em aberturas de janelas. Em outras palavras, substitua o vidro nas janelas por fotocélulas.
Mensagens sobre painéis solares transparentes aparecem com regularidade invejável, mas até agora a maioria dos experimentos continua sendo experimentos. Talvez o
projeto dos cientistas chineses mude alguma coisa.
O fato é que eles criaram painéis solares verdadeiramente transparentes, onde o itérbio de metal de terras raras desempenha o papel principal. Este elemento químico é capaz de emitir dois "fótons infravermelhos" quando um "azul" é absorvido. Os "fótons infravermelhos" são ignorados por qualquer material que não seja o silício, que, como você sabe, é usado como o principal elemento de trabalho dos painéis solares. Este metal absorve fótons infravermelhos, emitindo um elétron. Acontece que o silício reage a cada fóton "azul" pela liberação de dois elétrons.
Acontece que os painéis transparentes são 160% mais efetivos que as fotocélulas convencionais (não 200%, pois sempre há perdas).
Fotocélulas transparentes são polímeros de vidro com a inclusão de nanopartículas. Estes absorvem a luz ultravioleta, transmitindo radiação de outros espectros. Tudo isso permite obter total transparência das fotocélulas.
Um ponto positivo é que, quando o itérbio emite fótons infravermelhos, eles entram no espaço em um ângulo que permite que o silício os absorva. Como resultado, você pode criar uma janela na qual o vidro gera fótons infravermelhos, e uma moldura que inclui silício é capaz de absorvê-los, gerando eletricidade.
É verdade que, no final, temos, para dizer o mínimo, painéis solares não muito eficientes. Sim, a luz azul permite gerar fótons infravermelhos com uma eficiência de cerca de 180%. Infelizmente, as células solares transparentes são capazes de absorver a luz azul do espectro com uma eficiência de apenas 3%. O problema é que nem todos os fótons são capturados pelo quadro.
No entanto, mesmo isso pode ser um excelente resultado se células solares transparentes forem introduzidas em todos os lugares. A eficiência de painéis solares desse tipo pode ser melhorada e, se você imaginar um grande edifício com janelas feitas de células solares transparentes, estamos falando sobre a geração de quantidades significativas de eletricidade.
É possível aumentar a eficiência das células solares alterando a composição do "vidro", o que permitirá obter mais fótons "azuis". Além disso, o silício não é o único material que pode ser usado para criar fotocélulas. Existem mais eficazes - mas são mais caros (muito mais caros).
Nanoletters, 2018, DOI:
10.1021 / acs.nanolett.8b03966
