Nova célula solar transforma luz em calor e pode até mesmo dobrar a eficiência

Há um limite teórico na eficiência de células solares que limita a quantidade de eletricidade que elas podem criar a partir da luz solar. Mas agora uma equipe de engenheiros do MIT desenvolveu um sistema que supera esse problema ao transformar luz em calor – e isso pode dobrar a eficiência das células solares.

A maioria das células solares enfrentam o Limite de Shockley-Queisser, que coloca um teto na eficiência na produção de energia de um determinado dispositivo com base na ampla disseminação de frequências de luz que batem em uma superfície. No caso das células solares mais comuns – feitas de silício – esse limite é de cerca de 32%. Algumas células usam camadas múltiplas ou tentativas de transformar o calor absorvido em eletricidade para conseguir alguma energia extra.

Mas uma equipe do MIT está pensando um pouco diferente. O novo dispositivo criado por seus integrantes, na imagem acima, primeiro absorve calor e luz da luz solar usando uma camada especial que pode re-emitir radiação a comprimentos de onda específicos mais indicados para as células solares próximas. Essa camada é feita de cristais nanofotônicos, que emitem frequências específicas de luz quando aquecidos. Ao modificar cuidadosamente os cristais para produzir os componentes de frequência corretos, o dispositivo pode criar radiação que é mais facilmente absorvida pela célula solar, melhorando assim a sua eficiência. A equipe descreveu como funciona o sistema em detalhes na Nature Energy.

A equipe reconhece que o sistema pode teoricamente dobrar a eficiência das células solares. Experimentos iniciais usando células solares de baixa eficiência demonstraram que o dispositivo consegue de fato melhorar a eficiência, mas há um caminho a ser seguido até que a técnica possa ser usada comercialmente. Em primeiro lugar eles precisam aumentar o sistema em escala para que as camadas nanofotônicas possam ser produzidas a preços mais baixos.