Uma equipe de cientistas da Universidade de New South Wales (UNSW) alcançou um avanço na tecnologia solar ao utilizar a fissão de estado singular para superar os limites de eficiência das células solares tradicionais. O estudo, publicado no ACS Energy Letters, demonstra que o material orgânico denominado DPND mantém estabilidade em condições reais e realiza fissão de estado singular, oferecendo um novo caminho para aumentar a eficiência das células solares.

A fissão de estado singular refere-se ao processo em que um fóton de alta energia se divide em dois estados excitados de menor energia, potencialmente dobrando a saída teórica de uma célula solar. Atualmente, as células solares de silício convencionais atingem eficiência máxima de cerca de 27%, com limite teórico de 29,4%. A equipe da UNSW combinou camadas do material orgânico com células de silício, validando a viabilidade da fissão de estado singular em sistemas práticos.

O pesquisador do projeto, Dr. Ben Cavigson, afirmou: “Grande parte da energia da luz em células solares é desperdiçada como calor. Estamos explorando maneiras de converter essa energia em eletricidade adicional.” O líder do projeto, Prof. Ned Ekins-Daukes, acrescentou: “Introduzir fissão de estado singular em painéis solares de silício aumenta a eficiência, permitindo que a camada molecular forneça corrente extra ao painel.”

Ao contrário de materiais como o pentaceno, usados em pesquisas anteriores e que se degradam facilmente no ar, o composto DPND mantém estabilidade em condições externas. O chefe da Faculdade de Química, Prof. Tim Schmidt, destacou que mais de uma década de pesquisa fundamental revelou o mecanismo da fissão de estado singular. O coautor, Prof. Murad Tayebjee, observou que esta é a primeira demonstração de fissão de estado singular usando moléculas pigmentares industriais estáveis em substratos de silício.

Células solares com fissão de estado singular têm limite teórico de eficiência de até 45%. A pesquisa recebeu apoio da Agência de Energias Renováveis da Austrália e já despertou interesse de várias empresas do setor solar. Os pesquisadores afirmam que o próximo passo é avançar para aplicações comerciais da tecnologia.