Nanocristais e Energia Solar

Nanocristais e Energia Solar

Cientistas do Laboratório Nacional Los Alamos, nos Estados Unidos, descobriram que um fenômeno chamado "multiplicação das portadoras", no qual nanocristais semicondutores reagem a fótons produzindo múltiplos elétrons, é aplicável a uma gama muito maior de materiais do que se pensava até agora. Ao criar uma "avalanche" de elétrons, os nanocristais permitirão a construir de células solares com uma potência de saída muito maior. Isso abre caminho para novas tecnologias fotovoltaicas - ou energia solar - que converte os fótons da luz do sol em energia elétrica - que são elétrons em movimento. Quanto mais elétrons um fóton consegue excitar, maior será a corrente elétrica gerada pela célula solar. Eles demonstraram que a multiplicação das portadoras não ocorre unicamente nos nanocristais de seleneto de chumbo, mas se dá também com altíssima eficiência em nanocristais de outros compostos, como seleneto de cádmio. Além disso, a pesquisa esclarece o mecanismo da multiplicação das portadoras. O fenômeno nunca foi observado em materiais macroscópicos e se baseia inteiramente nas propriedades únicas da física quântica. É por isto que é o tamanho da partícula, e não sua composição, que é o principal determinante da eficiência do efeito." "Em cristais nanométricos, as fortes interações elétron-elétron tornam os elétrons de alta energia instáveis. Estes elétrons somente existem em seu chamado estado virtual por um instante, antes de se passarem a um estado mais estável, que compreende dois ou mais elétrons," explica um dos pesquisadores da equipe, o Dr. Victor Klimov. Outra aplicação possível desses nanocristais está nas tecnologias de geração de combustível por processos solares. O principal exemplo é a quebra da molécula da água para produção de hidrogênio, por meio de foto-catálise. Esse processo exige quatro elétrons por molécula de água e sua eficiência pode ser incrivelmente melhorada se esses múltiplos elétrons puderem ser produzidos pela absorção de um único fóton.

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