Pesquisadores do instituto ICFO aumentam eficiência de células solares ao limitar a emissão de luz
Pesquisadores do instituto ICFO conseguiram aumentar a eficiência de conversão de potência de células solares orgânicas ao restringir os ângulos em que esses dispositivos emitem luz. A estratégia foi apresentada em outubro de 2026 na revista Energy & Environmental Science e, segundo os autores, abre um caminho promissor para superar o limite teórico tradicional de eficiência de células solares de junção única, ou seja, dispositivos que possuem uma única estrutura ativa de conversão de energia.
Para entender a proposta, é preciso olhar primeiro para as perdas que já são bem conhecidas do campo. Células solares absorvem a luz do Sol e a convertem em eletricidade, mas o processo não é perfeito e boa parte da energia é desperdiçada ao longo do caminho. Uma fração se perde na forma de calor, enquanto fótons com energia insuficiente atravessam a célula sem gerar corrente elétrica. Essas são as fontes de perda que a maioria dos cientistas da área tenta reduzir, mas existe outra igualmente relevante, conhecida como perda de Boltzmann.
Essa perda surge porque materiais capazes de absorver luz também podem emiti-la, e em uma célula solar essa emissão é uma parte inevitável do processo de conversão de energia. O problema está em como ela ocorre. Como o Sol aparece muito pequeno no céu, a luz solar chega à célula dentro de um cone estreito de direções. A célula, em contraste, emite luz em todas as direções, em um cone amplo que cobre praticamente todo o hemisfério acima dela. O descompasso entre o cone estreito de chegada da luz solar e o cone largo de emissão do dispositivo é o que provoca a perda de energia batizada com o nome do físico austríaco.
A ideia desenvolvida no ICFO ataca exatamente esse desequilíbrio. Ao confinar a emissão luminosa da célula a menos direções, o dispositivo passa a devolver energia de forma mais parecida com aquela em que a recebe, reduzindo a perda de Boltzmann e elevando, como consequência, a eficiência de conversão de potência dos módulos orgânicos testados pelos pesquisadores.
Os números envolvidos explicam por que a abordagem desperta interesse. Pelos cálculos convencionais do campo, a eficiência teórica máxima de uma célula solar fica em 29,1%, um patamar que as estratégias tradicionais não conseguem ultrapassar. Ao agir sobre os ângulos de emissão de luz, o trabalho indica uma rota para empurrar o desempenho dos dispositivos além dessa barreira, com foco nas células solares orgânicas estudadas pela equipe.
Na prática, a pesquisa sugere que a emissão de luz, tratada por muito tempo apenas como consequência inevitável do funcionamento das células, pode ser convertida em uma alavanca de ganho de eficiência. Quem quiser acompanhar os detalhes do estudo pode consultar o anúncio oficial divulgado pelo ICFO, que apresenta a estratégia publicada na Energy & Environmental Science.
