Aumento da eficiência do processo de down-conversion aplicado a células fotovoltaicas, através de ressonância plasmônica de superfície

• Processo: 20/02243-1
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2020
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2021
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Química Inorgânica
• Pesquisador responsável: Lucas Carvalho Veloso Rodrigues
• Beneficiário: Rodrigo de Sousa Piasentin
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Assunto(s): Energia solar Cristais fotônicos Plasmons Nanopartículas Células solares Elementos da série dos lantanídeos Ressonância de plasmônio de superfície
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: down-conversion | Energia Solar | Lantanídeos | Nanopartículas | plasmon | Materiais Fotônicos

Resumo

O efeito de ressonância plasmônica de superfície tem sido largamente estudado nos últimos anos devido às suas propriedades ópticas únicas. O fenômeno é observável a partir da sensibilização de nanopartículas metálicas (ouro e prata) pela luz, e pode ser usado por exemplo para detecção e imagem em sistemas biológicos. O objetivo do presente projeto é estudar como a ressonância plasmônica de superfície (SPR) pode influenciar o fenômeno de down-conversion, com aplicação final em células fotovoltaicas, visando aumentar sua eficiência a partir de técnicas de alta reprodutibilidade e de simples aplicação. Em resumo, o fenômeno de down-conversion consiste na conversão de um fóton de alta energia em dois ou mais fótons de baixa energia. Esse efeito já é utilizado como método para melhorar a eficiência das células solares, porém com um rendimento pouco satisfatório. A motivação do projeto está em utilizar as propriedades do efeito plasmônico de ressonância para aumentar o rendimento do fenômeno de down-conversion (rendimento teórico de 200%), utilizando nanopartículas de ouro sintetizadas pelo método Turkevich e funcionalizadas, de modo que haja o acoplamento dos dois fenômenos (SPR e down-conversion), com o objetivo final de atender a demanda mundial pelo fornecimento de energia limpa e renovável, como é o caso da captação de radiação solar que é convertida em energia elétrica.