Pesquisadores da Universidade da Pensilvânia apresentaram uma nova proposta para o aprimoramento de células solares leves de dicalcogeneto de metal de transição 2D (2D TMDC). Essas células inovadoras, que possuem alta potência específica e são ideais para aplicações espaciais, podem ver sua eficiência duplicada de 5% para 12%.
A chave para esse avanço está na implementação de uma estrutura superlattice dentro das células, levando a uma absorção solar amplificada. A fase subsequente desta pesquisa visa desenvolver um método viável para a produção em larga escala dessas células solares melhoradas.
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No campo da exploração espacial, o transporte de células solares comumente disponíveis feitas de silício ou arsenieto de gálio apresenta desafios significativos devido ao seu peso excessivo. Para resolver esse problema, os cientistas estão explorando ativamente várias alternativas leves, entre as quais as células solares de seleneto de molibdênio de camada fina que se enquadram na categoria de 2D TMDC.
Publicado na revista Device em 6 de junho de 2023, a equipe de pesquisa apresentou um novo design para essas células solares, preparado para aumentar sua eficiência.
“Acho que as pessoas estão lentamente percebendo que os TMDCs 2D são excelentes materiais fotovoltaicos, embora não para aplicações terrestres, mas para aplicações móveis, mais flexíveis, como aplicações espaciais”, disse Deep Jariwala, autor principal do estudo e membro da Universidade da Pensilvânia.
Embora as células solares 2D TMDC possam não corresponder à eficiência das células solares de silício, elas possuem uma maior capacidade de geração de eletricidade por unidade de peso, conhecida como "potência específica".
Essa vantagem decorre do fato de que uma camada ultrafina medindo apenas 3 a 5 nanômetros, equivalente a mais de mil vezes mais fina que um cabelo humano, pode absorver a luz solar comparável às células solares disponíveis comercialmente para exploração espacial.
Jariwala enfatiza que alcançar alta potência específica é um objetivo primordial para qualquer tecnologia de captação de luz ou energia no espaço. Uma vez que as quantidades de células solares necessárias para tais propósitos são proibitivamente grandes para os veículos espaciais atuais, duplicar as células de peso mais leve para alcançar maior potência específica torna-se uma solução prática.
