Células solares convencionais podem ser “tipo molhado” (à base de solução) ou “tipo seco” (composto de semicondutores metal-óxido). Destas, as células solares do tipo seco têm uma ligeira vantagem sobre as do tipo húmido: são mais fiáveis, mais ecológicas e mais económicas. Além disso, os óxidos metálicos são bem adequados para fazer uso da luz UV. Apesar de tudo isso, porém, o potencial dos TPV de óxido de metal não foi totalmente explorado até agora.
Para esse fim, pesquisadores da Universidade Nacional de Incheon, República da Coréia, criaram um design inovador para um dispositivo TPV à base de metal-óxido. Eles inseriram uma camada ultrafina de silício (Si) entre dois semicondutores transparentes de óxido de metal com o objetivo de desenvolver um dispositivo de TPV eficiente. Estes resultados foram publicados em um estudo na Nano Energy, que foi disponibilizado online em 10 de agosto de 2020 (antes da publicação final agendada para dezembro de 2020). Joondong Kim, que conduziu o estudo, explica: “O nosso objectivo era conceber uma célula solar transparente de alta produção de energia, incorporando uma película ultrafina de Si amorfo entre o óxido de zinco e o óxido de níquel”
Este novo design composto pela película de Si tinha três grandes vantagens. Primeiro, permitia a utilização de luz de maior comprimento de onda (em oposição aos TPV nus). Segundo, resultou em uma eficiente coleta de fótons. Terceiro, permitiu o transporte mais rápido de partículas carregadas para os eléctrodos. Além disso, o projeto pode potencialmente gerar eletricidade mesmo em situações de pouca luz (por exemplo, em dias nublados ou chuvosos). Os cientistas confirmaram ainda a capacidade de geração de energia do dispositivo, utilizando-o para operar o motor CC de um ventilador.
Baseando-se nestas descobertas, a equipe de pesquisa está otimista de que a aplicabilidade real deste novo projeto de TPV será possível em breve. Quanto às aplicações potenciais, há muitas, como explica o Prof. Kim, “Esperamos estender o uso do nosso design de TPV a todos os tipos de material, desde edifícios de vidro até dispositivos móveis como carros elétricos, smartphones e sensores”. Não apenas isso, a equipe está animada em levar seu design para o próximo nível, usando materiais inovadores, como semicondutores 2D, nanocristais de óxidos de metal e semicondutores de sulfeto. Como conclui o Prof. Kim, “Nossa pesquisa é essencial para um futuro verde sustentável – especialmente para conectar o sistema de energia limpa com nenhuma ou mínima pegada de carbono”