O investigador Fábio Figueiras, da Faculdade de Ciências da Universidade do Porto (FCUP), acaba de publicar, na prestigiada revista Applied Materials Today, um artigo de revisão que evidencia 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. 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 por Fábio Figueiras.
