Energia

Asa de borboleta aumenta absorção de células solares em 200%

Redação do Site Inovação Tecnológica -  02/01/2018

Nanoestruturas da asa da borboleta que foram copiadas nas células solares, aumentando a absorção de luz em 200%.[Imagem: Radwanul H. Siddique (KIT/Caltech)]

Biomimética

A luz do Sol que chega às células solares mas é refletida representa uma perda de energia.

Por sua vez, as asas da borboleta Pachliopta aristolochiae têm minúsculos furos - nanofuros - que ajudam a absorver a luz em um amplo espectro, de forma muito mais eficiente do que as superfícies lisas - é por isso que ela é de um preto tão profundo.

Em um exemplo clássico de biomimética, Radwanul Siddique, do Instituto de Tecnologia Karlsruhe, na Alemanha, conseguiu reproduzir essas nanoestruturas das asas da borboleta em células solares comuns de silício.

O resultado foi um aumento na absorção da luz pelas células solares de 200%.

"A borboleta que estudamos é muito escura. Isso significa que ela absorve perfeitamente a luz solar para fazer um ótimo gerenciamento do calor. Ainda mais fascinante do que sua aparência são os mecanismos que a ajudam a atingir essa alta absorção. O potencial de otimização quando transferimos essas estruturas para os sistemas fotovoltaicos foi muito maior do que o esperado," disse o professor Hendrik Hölscher.

Absorção de luz e geração de eletricidade

O ganho de 200% na absorção de luz parece estupendo, e é, mas ele representa um limite teórico, não se traduzindo inteiramente em um ganho na eficiência do painel solar como um todo em termos de sua capacidade de geração de eletricidade.

Isto porque nem todo o ganho na junção semicondutora - a célula solar propriamente dita - pode ser aproveitado pelos demais componentes do painel.

Por outro lado, a técnica de perfuração das células solares - para criação dos nanofuros - é compatível com as técnicas de fabricação usadas pela indústria, facilitando sua adoção.

Bibliografia:

Bioinspired phase-separated disordered nanostructures for thin photovoltaic absorbers
Radwanul H. Siddique, Yidenekachew J. Donie, Guillaume Gomard, Sisir Yalamanchili, Tsvetelina Merdzhanova, Uli Lemmer, Hendrik Hölscher
Science Advances
Vol.: 3, no. 10, e1700232
DOI: 10.1126/sciadv.1700232