Cientistas russos investigam pontos quânticos sólidos para aplicações fotovoltaicas

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À medida que o desenvolvimento de células solares baseadas em materiais alternativos para silício continua a aumentar, a tecnologia emergente de pontos quânticos está atraindo um crescente interesse. A pesquisa mais recente neste campo, realizada por cientistas da Universidade Nacional de Pesquisa Nuclear de Moscou, Instituto de Física da Engenharia de Moscou (MEPhI), estuda o carregamento e a transferência de energia em condensados de ponto quântico.

Discutindo a estrutura dos pontos quânticos sólidos semicondutores, as propriedades óticas e espectrais, o transporte de carregadores de carga e as aplicações fotovoltaicas, a pesquisa, intitulada «Propriedades optoeletrônicas de sólidos quânticos semicondutores para aplicações fotovoltaicas» e publicada no Journal of Physical Chemistry, observa que a seleção correta de uma seqüência de camadas que envolvem pontos quânticos com diferentes tamanhos, composição e ligados pode ser usada para absorver a luz solar em uma ampla faixa espectral resultando dispositivos fotovoltaicos econômicos e eficientes.

Uma vez que os pontos quânticos consistem em dezenas de átomos, que são caracterizados pela modificação de suas propriedades, como a ótica e a eletrônica, e cujo número depende da diferença nos níveis de energia de elétrons e furos, o que afeta o alcance de luz absorvida, os cientistas mostraram que a distância entre as nanopartículas adjacentes e os ligados de superfície influencia muito as interações eletrostáticas entre os pontos quânticos e, portanto, a carga e a transferência de energia.

«O trabalho publicado mostra que a transferência de carga e energia em condensados de ponto quântico pode ser descrita de maneira relativamente simple. Isso simplifica grandemente a tarefa de modelar teoricamente o transporte de carregadores de carga para otimizar as características dos dispositivos optoeletrônicos com base em pontos quânticos «, diz um dos autores, o professor do Departamento de Física da Matéria Condensada do MEPhI, Vladimir Nikitenko.

Outro avanço para este tipo de tecnologia aconteceu no final do ano passado, quando cientistas do National Renewable Energy Laboratory (NREL) do Departamento de Energia dos Estados Unidos desenvolveram uma célula solar usando pontos quânticos coloidais, que alcançaram 13,4% de eficiência de conversão, estabelecendo um novo recorde mundial.