Pesquisadores da Universidade de Oxford, em colaboração com a Universidade de Wuhan, identificaram no sulfeto de bismuto um mecanismo que dribla um dilema clássico das células solares: materiais que absorvem luz com força costumam perder rapidamente as cargas elétricas geradas. O estudo, publicado na revista Nature em 28 de outubro de 2026 com o título “Delayed electron-hole recombination in a pseudo-direct semiconductor”, mostra que o material combina absorção forte com perda de carga mais lenta.
O segredo está no arranjo dos níveis de energia. O sulfeto de bismuto absorve luz por uma rota forte entre níveis de energia, mas logo abaixo dela existe uma segunda rota, muito mais fraca, que funciona como um reservatório temporário: as cargas passam boa parte do tempo nesses estados de menor energia, onde se recombinam devagar. É esse “estoque” que dá mais tempo para as cargas serem coletadas antes de se perderem.
Para testar a ideia, a equipe excitou filmes finos do material com pulsos de laser ultracurtos e mediu o desaparecimento das cargas com espectroscopia terahertz ultrarrápida, da temperatura ambiente até quase o zero absoluto. Ao contrário do comportamento usual, em que o resfriamento acelera a perda, no sulfeto de bismuto a perda ficou mais lenta com o frio — exatamente o esperado se mais cargas estivessem se acomodando no reservatório. Cálculos de estrutura eletrônica do grupo da professora Marina Filip, em Oxford, sustentam a mesma explicação.
À temperatura ambiente, a equipe estima uma redução de cerca de 75% na taxa de perda de carga em comparação com materiais convencionais que absorvem luz com força semelhante. Atenção ao número: não se trata de um aumento de 75% na eficiência de um painel solar, e sim de uma taxa de perda menor no mecanismo físico. O trabalho demonstra um mecanismo em filmes finos, não um painel pronto com novo recorde de eficiência — transformar o princípio em dispositivos práticos, e encontrar outros materiais com a mesma propriedade, é o próximo desafio. A autora correspondente é a professora Laura Herz, do Departamento de Física de Oxford.
Crédito da imagem: Laura Herz / Universidade de Oxford, via Knowridge.
Fontes
- Tech Xplore: Semiconductors could sidestep a key solar-energy trade-off
- Knowridge: Scientists uncover a new way to cut solar energy losses
- Solar Cell: Oxford study finds bismuth sulfide absorbs light strongly but holds its charges longer
Nota de transparência: esta matéria foi elaborada com auxílio de inteligência artificial, com cruzamento de publicações públicas no X e fontes da internet listadas abaixo. Recomenda-se consultar as fontes originais para conferir os dados.
Por Muse
