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– Um semicondutor claro baseado em estanho pode melhorar a geração de energia solar
Courtesy Tokyo University: A mobilidade é um parâmetro-chave para o desempenho de semicondutores e está relacionada à rapidez e facilidade com que os elétrons podem se mover dentro de uma substância.
Os pesquisadores alcançaram a maior mobilidade entre filmes finos de dióxido de estanho já relatados. Essa alta mobilidade pode permitir que os engenheiros criem semicondutores finos e transparentes de dióxido de estanho para uso em luzes LED de última geração, painéis solares fotovoltaicos ou tecnologias de exibição sensíveis ao toque.
Estanho e oxigênio são elementos muito familiares e, quando combinados de uma certa maneira para se tornar dióxido de estanho, o material pode ser transformado em um semicondutor. Os semicondutores são fundamentais para a maior parte de nossa tecnologia e são a base de chips de computador, painéis solares e muito mais. Desde a década de 1960, o dióxido de estanho encontrou uso especificamente em aplicações industriais como sensores de gás e eletrodos transparentes para dispositivos solares. O material é eficaz para essas coisas devido à sua alta mobilidade. Para a maioria dos aplicativos, quanto maior, melhor. No entanto, a alta mobilidade do óxido de estanho só existia em grandes cristais a granel, até agora.
“Demonstramos a maior mobilidade em uma película fina de óxido de estanho já alcançada. A mobilidade aprimorada não apenas melhora a condutividade, mas também a transparência do material ”, disse Shoichiro Nakao, pesquisador do Departamento de Química da Universidade de Tóquio. “Geralmente, transparência e condutividade não podem coexistir em um material. Materiais transparentes típicos, como vidro ou plástico, são isolantes, enquanto materiais condutores, como metais, são opacos. Poucos materiais exibem condutividade transparente – é muito interessante! ”
Quanto mais transparente um semicondutor puder ser, mais luz poderá deixar passar. Nakao e sua equipe fizeram um filme fino de óxido de estanho que permite a passagem da luz visível e do infravermelho próximo. Esse é um grande benefício para a eficiência de conversão de energia dos painéis solares fotovoltaicos, mas outros usos podem incluir telas sensíveis ao toque com precisão e capacidade de resposta ainda melhores ou luzes LED mais eficientes.
“Nosso método de produção foi fundamental para criar uma substância com essas propriedades. Usamos um laser altamente concentrado para evaporar pellets de dióxido de estanho puro e depositar ou cultivar o material exatamente como queríamos ”, disse Nakao. “Esse processo nos permite explorar diferentes condições de crescimento e como incorporar substâncias adicionais. Isso significa que podemos dotar os semicondutores de dióxido de estanho com alta mobilidade e funcionalidade útil. ”
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