Depois de muitos avanços com as perovskitas, o mais recente desenvolvimento significativo no setor de absorvedores solares traz um novo material fotovoltaico que, de acordo com um estudo promissor, atende aos três requisitos da indústria: eficiência, estabilidade e abundância.
Triagem de 40.000 materiais. A busca por um material completamente novo para captar energia solar e convertê-la em eletricidade tem sido tradicionalmente um desafio, onde pelo menos um dos requisitos acaba sendo comprometido: eficiência, estabilidade ou abundância.
Ao utilizar técnicas computacionais de ‘triagem’ e detecção de alto desempenho, pesquisadores da Universidade de Dartmouth conseguiram rastrear rapidamente 40.000 materiais até encontrarem o composto Zintl-fosfeto BaCd2P2, um absorvedor interessante para células fotovoltaicas de película fina.
A nova promessa fotovoltaica. O banco de dados continha materiais inorgânicos conhecidos, tanto naturais quanto artificiais, e acabou selecionando o Zintl-fosfeto BaCd2P2 por seu gap direto de 1,45 eV, sua alta absorção óptica e sua tolerância a defeitos.
BaCd2P2 é um composto químico da família Zintl, uma classe única de materiais caracterizada pela interação com elementos eletronegativos como fósforo, enxofre ou arsênico, resultando em estruturas complexas. No caso específico do BaCd2P2, o bário (Ba) e o cádmio (Cd) interagem com o fósforo (P), formando um fosfeto de Zintl. Essa combinação pode ser obtida a partir de materiais abundantes.
Estabilidade testada em laboratório. Para verificar a estabilidade do BaCd2P2, os cientistas decidiram testá-lo em condições de laboratório. O material demonstrou ser altamente estável no ar e na água, superando os atuais absorvedores solares que apresentam problemas de estabilidade a longo prazo ou dependem de elementos escassos.
“Você pode deixá-lo lá por seis meses e ele permanecerá o mesmo”, disse um dos pesquisadores. “Quando você não precisa se preocupar com a umidade e a poluição do ar, os custos são significativamente reduzidos.”
Vai levar um tempo para vê-lo em um painel solar. Eficiente, estável e abundante, o BaCd2P2 se mostra como um material atrativo para implantações em larga escala, mas o trabalho de pesquisa está apenas começando.
Os pesquisadores pretendem, por um lado, continuar a aprimorar suas ferramentas de detecção e, por outro, aprofundar-se nas possibilidades do Zintl, caracterizando melhor esta classe de materiais para entender como absorvem fótons e como os transformam em células finas.
Imagem | Rawpixel / Departamento de Energia dos Estados Unidos
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