Fenômeno acústico otimiza células solares

Redação do Site Inovação Tecnológica - 10/02/2012

Acima as nanoconchas acústicas. Embaixo, a luz (vermelho-alaranjada) circulando de baixo para cima em seu interior.
[Imagem: Yan Yao/Jie Yao]

Som e luz

Pesquisadores descobriram uma forma de tirar proveito de um fenômeno acústico para aumentar a eficiência das células solares.

O fenômeno é chamado galerias sussurrantes - a reflexão do som no interior de uma grande galeria oval ou semi-oval permite que duas pessoas em posições opostas conversem como se estivessem uma ao lado da outra.

Embora de tipos diferentes, sons e luz são igualmente ondas.

O que os cientistas fizeram foi adaptar o fenômeno acústico para a luz, criando as chamadas galerias sussurrantes ópticas e melhorando o rendimento das células solares de silício nanocristalino.

O silício nanocristalino promete células solares muito finas - e, portanto, mais baratas.

O problema é que, conforme ele fica mais fino, piora sua capacidade de absorção de luz.

Luz circulante

Shanhui Fan e seus colegas da Universidade de Stanford resolveram o problema criando o que eles chamam de nanoconchas acústicas, minúsculos domos de silício que capturam e colocam a luz para recircular em seu interior.

"A luz fica presa dentro das nanoconchas," conta Yi Cui, coordenador da pesquisa. "Ela fica circulando, em vez de passar direto, e isto é muito interessante para aplicações solares."

Outra vantagem é que a captura da luz funciona para uma grande faixa de comprimentos de onda, o que permite usar o mecanismo para células solares otimizadas para diversas faixas do espectro eletromagnético.

Modelo de três camadas

O efeito pode ser multiplicado colocando uma camada de nanoconchas sobre a outra.

Com uma estrutura de três camadas, os pesquisadores alcançaram uma absorção de até 77% da luz incidente, dependendo do comprimento de onda.

Mesmo em três camadas, o material continua flexível, podendo ser dobrado sem sofrer danos.

De qualquer forma, o funcionamento das nanoconchas sussurrantes de luz não se altera com a mudança do ângulo de incidência da luz, o que significa que a geração de energia se manterá mesmo que os painéis não estejam diretamente voltados para o Sol.

Isto torna a tecnologia particularmente interessante para aplicações portáteis, seja revestindo uma mochila, no teto de um carro, nas asas de um avião solar ou nas velas de um navio.

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