A tese de doutorado desenvolvida pela pós-doutoranda do Instituto de Física de São Carlos, Idelma Aparecida Alves Terra, focando a elucidação dos processos de transferência de energia entre íons lantanídeos, mostrou um grande potencial para aplicação, visando o aumento da eficiência de foto-conversão de energia das células solares. Esta tese, intitulada Investigação espectroscópica e estudo dos processos de conversão de energia em vidros e nano-cristais co-dopados com íons Tb³+ e Yb³+, foi orientada pelo Prof. Dr. Luiz Antônio de Oliveira Nunes e co-orientada pela Profa. Dra. Maria Cristina Terrile, ambos do nosso Instituto, e vinculada ao Programa de Pós-Graduação em Ciências e Engenharia de Materiais da EESC-USP.
As células solares absorvem e convertem a luz do sol em energia elétrica, que pode ser aproveitada, por exemplo, na utilização do chuveiro, de lâmpadas ou de outros equipamentos elétricos. Porém, Idelma explica que a maior parte das células solares presente no mercado é feita de silício cristalino, e que uma grande desvantagem é o alto custo do KWh produzido, justamente devido à baixa eficiência de foto-conversão, que atualmente é da ordem de 15%. Isto ocorre, pois o máximo da irradiância solar está localizado no visível, ao redor de 500 nanômetros (nm), e o máximo de resposta da célula solar de silício no infravermelho em 1000 nm. Este deslocamento espectral entre o espectro solar e o gap óptico do silício cristalino é a maior causa da baixa eficiência destes dispositivos.
Mas, como aumentar a 
eficiência dessa célula solar? Sabendo que o efeito de foto-conversão das células solares de silício cristalino é mais eficiente na região do infravermelho, e que o sol não emite tanto nesta região, a Dra. Idelma Terra estudou pares de íons capazes de absorver luz na região do visível e converter para a região do infravermelho, sendo eles o Térbio e Itérbio, Praseodímio e Itérbio, e Neodímio e Itérbio. Estes pares de íons foram inseridos em materiais hospedeiros, tais como vidros e nanocristais, os quais podem ser colocados na frente de uma célula solar, aumentando a quantidade de luz infravermelha que chega até a mesma e, consequentemente, elevando o nível de foto-corrente gerada. Essa luz que seria perdida é convertida pelo material estudado, podendo ser absorvida, aumentando a eficiência de geração de energia elétrica em até 30%, explica a pesquisadora do IFSC/USP.
Além de poder ser utilizada em termos domésticos, a metodologia também pode ser aproveitada pelas indústrias. A Dra. Idelma destaca a falta de aplicação dessa energia limpa em nosso país, que tem grande potencial para gerar energia solar. Os principais países produtores de energia solar, curiosamente, estão situados em latitudes médias e altas: Alemanha, Japão, Estados Unidos, China e Espanha. Interessantemente, o Brasil possui um nível de irradiação solar aproximadamente 30% maior do que o dos países mencionados. Este fato viabiliza a utilização da energia solar em nosso país, permitindo levar energia elétrica a lugares onde, por exemplo, não têm condições para se criar uma usina hidrelétrica, conclui a pesquisadora.
Reconhecimento da pesquisa
No mês de março, foram anunciadas as teses vencedoras do Prêmio Vale-Capes de Ciência e Sustentabilidade 2014, em que a tese da Dra. Idelma foi premiada na categoria Processos eficientes para redução do consumo de água e de energia. O prêmio inclui uma bolsa para realização de estágio pós-doutoral em instituição nacional ou internacional durante três anos, além de R$ 15 mil.
A cerimônia de entrega do prêmio deverá ocorrer no final deste mês de abril, em Brasília, DF.
Assessoria de Comunicação
