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:

Uma empresa que quase só dá prejuízo está prestes a fazer do homem mais rico do mundo o primeiro trilionário da história

 O objetivo traçado pela SpaceX é claro mas ousado: "construir os sistemas e as tecnologias necessárias para tornar a vida multiplanetária, compreender a verdadeira natureza do Universo e estender a luz da consciência às estrelas" A SpaceX revelou esta quarta-feira os tão aguardados planos de entrar em bolsa, lançando luz sobre as finanças e a liderança de uma das maiores, mais conhecidas e, ainda assim, mais secretas empresas privadas da história. A empresa de foguetões e satélites de Elon Musk revelou detalhes até agora desconhecidos, incluindo os seus membros do conselho, as vendas, os lucros, as despesas e a forma como opera. As suas ações serão negociadas na bolsa sob o código SPCX. Um dado que não foi divulgado: quanto é que a empresa espera arrecadar e qual o seu valor potencial naquela que está amplamente prevista ser a maior oferta pública inicial (IPO, na sigla em inglês) da história - talvez até três vezes superior. Estes detalhes serão divulgados posteriormente, p...

Maior parque eólico de Portugal já começou a produzir energia

Este é o primeiro projeto eólico-hidroelétrico de Portugal.  A Iberdrola deu início à energização do Parque Eólico do Tâmega Norte onde combina energia eólica e hídrica, num projeto considerado “pioneiro” que funciona em ligação com as barragens do Sistema Eletroprodutor do Tâmega (SET). O Parque Eólico do Tâmega Norte foi construído entre Salto (Montalegre) e Cabeceiras de Basto e está ligado ao Parque Eólico Tâmega Sul, que está a ser instalado entre Ribeira de Pena e Vila Pouca de Aguiar. A Iberdrola anunciou hoje, em comunicado, que deu início à energização deste que classificou como o “primeiro projeto eólico-hidroelétrico de Portugal”. A entrada em funcionamento está a ser gradual, com uns aerogeradores a já estarem a produzir de energia e outros a entrarem em funcionamento nas próximas semanas, estando, segundo a empresa espanhola, integrados no “primeiro empreendimento híbrido ligado à rede em Portugal e na Península Ibérica”. Os dois parques (Norte e Sul) vão ficar ligados...

Austrália obriga acionistas chineses a vender ações em empresa de terras raras

Zhong Shi - EPA  Austrália obriga acionistas chineses a vender ações em empresa de terras raras O Governo australiano ordenou hoje a um grupo de acionistas com ligações à China, da empresa de terras raras Northern Minerals, que vendam as suas participações, invocando a necessidade de proteger este setor estratégico de influências externas. A Northern Minerals procura desafiar o domínio da China na produção de disprósio, um mineral usado na fabricação de ímanes permanentes para veículos elétricos. Nos últimos anos, investidores chineses tentaram adquirir posições significativas na empresa australiana. Em 2024, Camberra já tinha recorrido à lei sobre investimentos estrangeiros para forçar outro grupo de acionistas ligados à China a ceder as suas participações. Temendo uma tomada de controlo, a própria empresa submeteu-se em novembro de 2025 ao escrutínio da comissão australiana responsável pela avaliação de investimentos estrangeiros. "Aplicamos um quadro firme e não discriminatório...