Fusão de fótons pode aumentar eficiência de células solares

Redação do Site Inovação Tecnológica - 25/10/2006

Conversão de cores

Pesquisadores do Instituto Max Planck, Alemanha, desenvolveram um novo processo capaz de transformar luz de grandes comprimentos de onda em luz com comprimento de onda mais curto. De forma menos técnica, eles transformaram luz verde em luz azul.

A descoberta poderá representar um impulso gigantesco na fabricação de células solares mais eficientes.

A eficiência das células solares é limitada, entre outras razões, pelo fato de que elas não conseguem aproveitar a porção da luz do Sol de menor energia, que consiste em ondas de luz com comprimentos maiores.

Um processo capaz de aumentar o baixo nível de energia dos fótons na faixa de grandes comprimentos de onda, diminuindo esse comprimento de onda, poderá permitir que as células solares utilizem essa parte da energia da luz que, até agora, vinha sendo perdida, resultando em um drástico aumento na sua eficiência.

Conversão de elevação

Essa chamada "conversão de elevação" até agora só havia sido conseguida utilizando-se luz de raios laser de alta densidade. Esta é a primeira vez que o processo foi feito com luz comum, como a luz do Sol.

Os pesquisadores utilizaram duas substâncias em solução, a porfirina octaetil de platina e o difenilantraceno, cada uma com propriedades radicalmente diferentes, mas complementares. A primeira funciona como uma espécie de antena, captando a luz verde, enquanto a outra funciona como transmissor, emparelhando os fótons, conectando dois fótons verdes de baixa energia em um fóton azul de alta energia e o transmitindo para o exterior.

Primeiro, a molécula-antena absorve um fóton verde de baixa energia e o repassa à molécula emissora como um pacote de energia. As duas moléculas armazenam os pacotes de energia um após o outro em estados "excitados".

Então, duas das moléculas emissoras carregadas reagem uma com a outra, uma delas recebendo o pacote de energia da outra, enquanto a outra retorna ao seu estado normal de energia.

Aquela que recebeu a energia adicional retornará ao seu estado natural quando o seu estado super-energético entrar em colapso, resultando na emissão de um fóton azul. Ou seja, não há geração de energia, apenas a combinação de dois fótons de baixa energia em um fóton de alta energia.

Espectro luminoso

Como esta técnica permite que seções antes descartadas da luz do Sol possam ser utilizadas pelas células solares, os cientistas esperam que sua dupla de moléculas seja um bom ponto de partida para células solares mais eficientes.

Para otimizar o processo e trazê-lo mais próximo de uma aplicação industrial, os pesquisadores agora vão testar novos pares de substâncias que possam funcionar em outras cores no espectro luminoso, além de tentar integrar as moléculas em uma matriz de polímero.

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