Supercomputador Santos Dumont auxilia pesquisa para seleção de materiais para células solares de alto desempenho

Com o auxílio das ferramentas computacionais do Supercomputador Santos Dumont, localizado no Laboratório Nacional de Computação Científica - LNCC (unidade de pesquisa vincula ao Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovações - MCTI), uma equipe de pesquisadores do Centro de Inovação em Novas Energias (CINE) avaliou 72 TMDs e identificou três que reúnem todas as condições necessárias para uso em células solares de alto desempenho.

Totalmente realizado por meio de simulações computacionais, o estudo demandou menos tempo e recursos do que se tivesse sido feito experimentalmente, mediante síntese e caracterização dos materiais, explica a equipe do CINE, um Centro de Pesquisa em Engenharia (CPE) constituído pela FAPESP e pela Shell na Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), Universidade de São Paulo (USP) e no Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (Ipen).

Os pesquisadores se concentraram em um grupo de TMDs ainda pouco estudado e buscaram predizer se cada um dos materiais - e as combinações entre os mais promissores - apresentavam as características necessárias para a sua aplicação em células solares: estabilidade, comportamento semicondutor, boa absorção da luz solar e boa eficiência na conversão da luz em eletricidade.

Para descrever adequadamente esse conjunto de características de TMDs bidimensionais, os cientistas tiveram que desenvolver uma estrutura metodológica que combina três ferramentas computacionais. Além de ser robusta, confiável e fácil de usar, a metodologia envolve custos computacionais relativamente baixos e poderá ser utilizada em estudos posteriores. O artigo "Excitonic Effects on Two-Dimensional Transition-metal Dichalcogenide Monolayers: The Impact on the Solar Cell Efficiency", de Alexandre Cavalheiro Dias, Helena de Souza Bragança Rocha, João Paulo A. de Mendonça e Juarez L. F. Da Silva, pode ser lido em: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsaem.0c03039

O Santos Dumont é o maior computador da América Latina dedicado à pesquisa, com capacidade de processar 5,1 quatrilhões de operações matemáticas por segundo. Atualmente conta com 205 projetos em andamento em diversas áreas do conhecimento. Para conhecer mais acesse https://sdumont.lncc.br/index.php

Fonte: Agência FAPESP