FCUP estuda materiais ferroelétricos para uso em células solares do futuro

Um trabalho publicado na revista Applied Materials Today destaca as propriedades dos materiais ferroelétricos, com potencial uso em soluções de energia solar mais eficientes.

O investigador do DFA da Faculdade de Ciências da Universidade do PortoFábio Figueiras, acaba de publicar, na prestigiada revista Applied Materials Today, um artigo de revisão que mostra o potencial dos materiais ferroelétricos para utilização nas tecnologias solares da próxima geração.

Estes materiais, como por exemplo, as manganites de lutécio, foram caracterizados e estudados nos laboratórios do Instituto de Física de Materiais Avançados, Nanotecnologia e Fotónica (IFIMUP) na FCUP e os investigadores verificaram que há uma série de características promissoras que os colocam como candidatos à utilização em células solares no futuro.

“A revisão investiga o efeito fotovoltaico “maciço” (BPVE), uma propriedade fascinante dos materiais ferroelétricos que potencialmente permitem ultrapassar os limites de eficiência das células solares convencionais à base de silício. Com efeito, ao contrário dos semicondutores, os os materiais ferroelétricos aguentam grandes diferenças de potencial e não precisam de junções p-n, pelo que possibilita alcançar outros patamares de eficiência energética”, explica o investigador do IFIMUP.

O trabalho agora publicado surge para dar ênfase a uma linha de investigação pouco explorada e sobre a qual existem poucos estudos publicados.

No artigo, Fábio Figueiras descreve, de forma abrangente, as “propriedades excecionais dos ferroelétricos que abrem novas possibilidades empolgantes para as tecnologias solares de próxima geração”. O investigador está a coorientar o trabalho de doutoramento de Abderrazzak Ait Bassou, do Centro de Química – Vila Real da Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro, em conjunto com os professores Pedro Bandeira Tavares e José Ramiro Afonso Fernandes.

O artigo de revisão apresenta um importante contributo para a comunidade científica, ao explorar os mecanismos por detrás do BPVE, analisar a síntese e modificações de óxidos ferroelétricos de baixo band-gap e também a apresentar os desafios que se seguem para aprimorar estes materiais de forma a poderem ser aplicados na prática, por exemplo, em células solares.

Próximos passos

“São materiais óxidos “desenhados” com propriedades ferroelétricas e hiato de banda baixo inócuos e inertes , ao contrário, das perovskitas híbridas orgânicas/inorgânicas, atualmente exploradas para as células solares, aguentam temperaturas muito elevadas na ordem dos 700 graus sem perder as propriedades.”, detalha Fábio Figueiras.

“Estamos já a trabalhar na publicação de mais um artigo, pois conseguimos fazer filmes finos de manganites de lutécio e já os testamos: estamos em condições de provar que funciona e que dará resultados”, acrescenta o investigador.

O próximo passo da equipa será integrar estes materiais em protótipos de células solares para serem testados.

O trabalho “Photo-ferroelectric oxides for photovoltaic applications: Insights, challenges and opportunities” representa mais uma contribuição a juntar aos esforços contínuos no desenvolvimento de soluções de energia solar altamente eficientes.

A investigação que deu origem a esta publicação já decorre há cerca de quatro anos, numa proposta e projeto liderados pelo investigador da FCUP, Fábio Figueiras.

Por Renata Silva / FCUP