Células solares texturizadas podem capturar 66% mais luz solar

O professor Dooyoung Hah, professor assistente de engenharia elétrica na Universidade Abdullah Gül, fez experiências independentes com texturas de células solares usando análise de elementos finitos 3D (FEA). Esta técnica computacional permite aos pesquisadores dividir sistemas complexos em partes independentes chamadas “elementos finitos”, que podem então ser testados em praticamente qualquer situação imaginável. Hah usou FEA 3D para dividir uma célula solar teórica em partes e, em seguida, experimentou como as células responderam à luz com e sem estruturas de superfície adicionadas.

De acordo com um papel publicado no Jornal de Fotônica para Energia, Hah descobriu que as células solares com saliências hemisféricas em forma de concha poderiam capturar luz de uma gama mais ampla de direções do que as células planas. Isso permitiu que as células texturizadas absorvessem 66% mais luz polarizada elétrica transversal (TE) do que suas contrapartes convencionais. Quando expostas à luz polarizada magnética transversal (TM), as células texturizadas foram 36% mais eficientes que as células planas. Ambas as categorias de luz são relevantes para o propósito das células solares como coletoras de luz solar, uma vez que a luz solar muitas vezes se torna polarizada após ser espalhada na atmosfera da Terra.

Esta descoberta está sendo preparada há alguns anos. Em 2020, haha conduzido um experimento semelhante com saliências semicilíndricas em forma de concha, que aumentou a absorção de luz polarizada (TE) pelas células em até 52% em comparação com uma estrutura plana. Dois anos depois, Hah experimentou saliências semicirculares e em formato de triângulo, que aumentou Absorção de luz polarizada (TE) em 60% e 63%, respectivamente. Hah observou que, em ambos os casos, as células solares texturizadas eram particularmente úteis quando precisavam ser enroladas em objetos redondos. Como as células se curvavam para dentro, as saliências não sombreavam umas às outras, permitindo a máxima exposição à luz.

Hah ainda não projetou uma versão física de sua célula solar texturizada mais eficiente. Embora a FEA 3D possa retratar os pontos fortes e fracos da vida real com uma precisão incrível, é possível que uma célula solar física revele deficiências invisíveis apenas através da análise computacional. Serão necessárias mais experiências para descobrir se as células solares acidentadas impulsionarão as usinas de energia renovável ou permitirão que os proprietários de residências armazenar o excesso de energia solar em níveis sem precedentes – mas as descobertas de Hah são um começo encorajador.

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