Notícia

“Elemento verde” pode ser usado em células solares de baixo custo e baixa toxicidade

Fonte

Sarah Collins, Communications Office, Universidade de Cambridge

Data

terça-feira, 18 julho 2017 16:00

Áreas

Saúde, Meio Ambiente, Gestão Ambiental

Equipe de pesquisadores da Universidade de Cambridge, nos Estados Unidos, usou métodos teóricos e experimentais para mostrar como o bismuto – o chamado “elemento verde”, pode ser usado em células solares de baixo custo. Seus resultados, relatados na revista científica “Advanced Materials“, sugerem que as células solares que incorporam bismuto podem replicar as propriedades  das células solares à base de chumbo, mas sem as mesmas preocupações de toxicidade. Cálculos posteriores por outro grupo de pesquisa mostraram que as células baseadas em bismuto podem converter a luz em energia em eficiências de até 22%, o que é comparável às células solares mais avançadas atualmente no mercado.

A maioria das células solares que vemos por aí são feitas de silício. Embora o silício seja altamente eficiente na conversão de luz em energia, possui uma “tolerância a defeitos” muito baixa, o que significa que o silício precisa ter níveis muito elevados de pureza, tornando-o intensivo em energia para produzir.

As células solares que incorporam bismuto podem replicar as propriedades  das células solares à base de chumbo, mas sem as mesmas preocupações de toxicidade

Ao longo dos últimos anos, os pesquisadores têm procurado materiais que podem realizar níveis semelhantes ou melhores ao silício, mas que não precisam de níveis de alta pureza, tornando-os mais baratos de produzir. O grupo mais promissor destes novos materiais é chamado de perovskitas híbridos de haleto de chumbo, que parecem prometer uma revolução no campo da energia solar.

O chumbo contido nas células solares da perovskita representa um risco tangível para os seres humanos, os animais e o meio ambiente, por isso cientistas estão à procura de materiais não tóxicos que poderiam substituir o chumbo em células solares de perovskita sem afetar negativamente o desempenho.

“Queríamos descobrir por que os defeitos não parecem afetar o desempenho de células solares de perovskita de haleto de chumbo tanto quanto em outros materiais”, disse o Dr. Robert Hoye, do Laboratório Cavendish da Universidade de Cambridge e autor principal do artigo. “Se pudermos descobrir o que é especial neles, então talvez possamos replicar suas propriedades usando materiais não tóxicos”.

Em colaboração com colegas do MIT, do Laboratório Nacional de Energia Renovável e da Escola de Minas do Colorado nos EUA, os pesquisadores de Cambridge mostraram que o bismuto poderia ser uma alternativa não tóxica para liderar o uso em células solares de próxima geração. O bismuto, conhecido como “elemento verde”, é amplamente utilizado em cosméticos, produtos de cuidados pessoais e medicamentos, é um metal não tóxico.

Os pesquisadores usaram métodos teóricos e experimentais para revisitar este material para possível uso em células solares de estado sólido.

Os dispositivos baseados em bismuto podem ser feitos usando técnicas industriais comuns, sugerindo que podem ser produzidas em grande escala e a baixo custo.