Avançar para o conteúdo principal

Recent discovery may give solar cells 1,000% more power



 Researchers at Martin Luther University Halle-Wittenberg achieved an increase in the photovoltaic effect of ferroelectric crystals by a factor of 10 by creating crystalline layers of barium titanate, strontium titanate and calcium titanate, which they alternately placed on top of one another. 


Their findings, which were published in the journal Science Advances, could significantly increase the efficiency of solar cells.


In their paper, the researchers explained that most solar cells are currently silicon-based, which means that their efficiency is limited. This is what prompted them to examine the properties of barium titanate, a mixed oxide made of barium and titanium. 


“Ferroelectric means that the material has spatially separated positive and negative charges,” Akash Bhatnagar, co-author of the study, said in a media statement. “The charge separation leads to an asymmetric structure that enables electricity to be generated from light.” 


COMPARED TO PURE BARIUM TITANATE OF A SIMILAR THICKNESS, THE CURRENT FLOW WAS UP TO 10 TIMES STRONGER


Unlike silicon, ferroelectric crystals do not require a so-called pn junction to create the photovoltaic effect, in other words, no positively and negatively doped layers. This makes it much easier to produce solar panels.


Bhatnagar explained that pure barium titanate does not absorb much sunlight and consequently generates a comparatively low photocurrent. However, the latest research has shown that combining extremely thin layers of different materials significantly increases the solar energy yield. 


“The important thing here is that a ferroelectric material is alternated with a paraelectric material. Although the latter does not have separated charges, it can become ferroelectric under certain conditions, for example at low temperatures or when its chemical structure is slightly modified,” the physicist said. 


Bhatnagar’s research group discovered that the photovoltaic effect is greatly enhanced if the ferroelectric layer alternates not only with one but with two different paraelectric layers.


Thus, they embedded the barium titanate between strontium titanate and calcium titanate. This was achieved by vaporizing the crystals with a high-power laser and redepositing them on carrier substrates. This produced a material made of 500 layers that are about 200 nanometres thick.


When conducting the photoelectric measurements, the new material was irradiated with laser light. The result was unexpected: compared to pure barium titanate of a similar thickness, the current flow was up to 10 times stronger – and this even though the proportion of barium titanate as the main photoelectric component was reduced by almost two thirds. 


“The interaction between the lattice layers appears to lead to a much higher permittivity – in other words, the electrons are able to flow much more easily due to the excitation by the light photons,” Bhatnagar said. The measurements also showed that this effect is very robust: it remained nearly constant over a six-month period. 


The scientist also said further research must now be done to find out exactly what causes the outstanding photoelectric effect. Yet, he is confident that the potential demonstrated by the new concept can be used for practical applications in solar panels. 


“The layer structure shows a higher yield in all temperature ranges than pure ferroelectrics. The crystals are also significantly more durable and do not require special packaging.” 


https://www.mining.com/recent-discovery-may-give-solar-cells-a-thousand-times-more-power/

Comentários

Notícias mais vistas:

Secretas dos EUA confirmam: Irão passou a ter acesso a "uma arma mais poderosa do que qualquer bomba nuclear"

  O Estreito de Ormuz foi fechado nos primeiros dias da guerra e não reabriu entretanto, sufocando todo o mundo com as consequências económicas As agências de informação dos EUA avaliaram recentemente que o Irão pode efetivamente bloquear o acesso ao Estreito de Ormuz a qualquer momento, o que significa que o regime do país adquiriu uma nova e poderosa capacidade de prejudicar a economia global como resultado da guerra, de acordo com três fontes familiarizadas com as conclusões. Independentemente do acordo preliminar que deverá ser formalmente assinado esta sexta-feira para abrir a importante via navegável como prelúdio para as negociações nucleares, o Irão provou que pode bloquear o acesso ao estreito durante o atual conflito, e as avaliações dos serviços de informação dos EUA sugerem que isso pode voltar a acontecer. "Entregamos agora ao Irão o controlo de facto sobre o estreito - uma arma mais poderosa do que qualquer bomba nuclear", disse uma das fontes familiarizadas com...

O que aconteceu à petição para proibir a condução aos 75 anos? Vai avançar?

 Há uns meses, a ideia de proibir toda a gente de conduzir a partir dos 75 anos incendiou as redes sociais. Era discutida ao café, partilhada no Facebook, defendida com paixão e atacada com a mesma força. Passado este tempo, vale a pena fazer a pergunta honesta: em que é que isto ficou? E será que os números que sustentavam a ideia se aguentam de pé? Vai-se mesmo proibir a condução aos 75 anos? Proibir a condução aos 75 anos: o que era isto de facto? Convém esclarecer uma coisa que se perdeu no meio do barulho: isto nunca foi uma proposta do Governo nem um projeto de lei. Foi uma petição pública, lançada a 1 de abril de 2026, dirigida à Assembleia da República. Pedia três coisas: a proibição total da condução a partir dos 75 anos, o fim automático da validade da carta nessa idade e a criação de alternativas de transporte para os idosos afetados. Uma petição não muda a lei sozinha. Para os peticionários serem ouvidos em comissão são precisas mil assinaturas. Para o tema se debater n...

Startup francesa cria drone cargueiro de baixo consumo com tecnologia de asa pneumática

Foto: Celeste Ecoflyers  Uma startup francesa chamada Celeste Ecoflyers está desenvolvendo um drone cargueiro de asa pneumática voltado para missões logísticas de longa duração e baixo consumo energético. Batizada de dAS10, a aeronave concluiu recentemente testes de ativação de aviônicos e taxiamento no aeroporto de Le Havre, na França, avançando para a próxima etapa de desenvolvimento. O diferencial do projeto está na estrutura das asas: em vez de utilizar componentes rígidos tradicionais, o drone emprega uma espécie de envelope têxtil pressurizado. Segundo a empresa, essa mudança reduz significativamente o peso da aeronave, permitindo maior eficiência energética e aumentando a autonomia de voo. “Celeste não é um dirigível, é uma aeronave de asa fixa. O elevador é aerodinâmico, não flutuante. O que é pneumático é a própria estrutura da asa: um envelope têxtil pressurizado substituindo a pele rígida e os spars, que é o que torna a fuselagem implantável, reparável em campo e lhe dá ...