Pesquisadores desenvolvem método com molibdênio para aumentar a eficiência de painéis solares

Pesquisadores das universidades de Kyushu e Johannes Gutenberg desenvolveram um método para elevar a eficiência de painéis solares utilizando o molibdênio, conforme detalhado em estudo publicado no Journal of the American Chemical Society. A técnica visa superar o limite de Shockley-Queisser, barreira teórica que causa a perda de grande parte da luz solar antes que ela seja convertida em eletricidade nas células fotovoltaicas convencionais.

O avanço baseia-se no uso de um complexo metálico de molibdênio capaz de realizar a fissão de singlete. Nesse processo, um único fóton de alta energia gera dois excitons, que atuam como portadores de energia. Anteriormente, a utilidade dessa multiplicação era neutralizada pela transferência de energia de ressonância de Förster, que desviava a carga antes que pudesse ser aproveitada.

Para solucionar esse problema, a equipe liderada pelo professor associado Yoichi Sasaki implementou um "emissor spin-flip". A estratégia consiste em gerar os dois excitons via fissão de singlete e capturá-los seletivamente, impedindo a dissipação da energia. Ao combinar o complexo de molibdênio com materiais de tetraceno em solução e ajustar os níveis energéticos do sistema, os cientistas alcançaram uma eficiência quântica média de 130%, variando entre 112% e 132%. Na prática, o dispositivo ativou cerca de 1,3 complexos de molibdênio para cada fóton absorvido.

Embora o resultado seja uma prova de conceito em ambiente laboratorial, a Universidade de Kyushu indica que a etapa seguinte será a transposição dessa arquitetura para o estado sólido. Esse passo é fundamental para verificar a estabilidade da integração em células solares funcionais.

Além da potencialização de painéis solares, a aplicação desse composto — já conhecido pela indústria há décadas — pode viabilizar o desenvolvimento de tecnologias quânticas, espintrônica e LEDs de ultraeficiência.