Um novo tipo de célula solar quase invisível poderá um dia ajudar as superfícies de vidro do dia a dia a gerar eletricidade. Isso pode incluir janelas e tetos solares de carros, óculos inteligentes, wearables, fachadas de edifícios e janelas residenciais.
Cientistas da Universidade Tecnológica de Nanyang, em Cingapura, desenvolveram células solares ultrafinas e transparentes de perovskita que são cerca de 10.000 vezes mais finas que um fio de cabelo humano e cerca de 50 vezes mais finas que as células solares convencionais de perovskita. A equipe de pesquisa da NTU, liderada pela professora associada Annalisa Bruno, publicou as descobertas em Cartas de Energia ACS (através TechXplore).
As células solares podem desaparecer no vidro do dia a dia?
Essas células solares são semitransparentes e de cor neutra, portanto podem ser adicionadas ao vidro sem fazer com que pareçam painéis solares tradicionais. Isto poderia ser útil em cidades onde os telhados já são utilizados para energia solar, mas as janelas e fachadas verticais de vidro permanecem praticamente inexploradas.
Pesquisadores de todo o mundo estão tentando tornar a tecnologia solar mais fácil de adotar e mais atraente para os usuários comuns. Alguns estão trabalhando em células solares coloridas que poderiam melhorar a aparência dos painéis nas residências, enquanto a abordagem da NTU se concentra em fazer com que as células solares quase desapareçam no vidro. Se funcionar em grande escala, poderá ajudar a resolver um dos maiores desafios da energia solar, gerando energia limpa sem pedir às pessoas que mudem a aparência das suas casas, carros ou dispositivos.
A NTU afirma que as células podem gerar eletricidade sob luz indireta e difusa, o que as torna úteis para edifícios urbanos densos com luz solar direta limitada. Se dimensionados com sucesso, grandes edifícios com fachadas de vidro poderiam, teoricamente, gerar várias centenas de megawatts-hora de eletricidade por ano, dependendo da orientação e da área útil de vidro.
Que desafios permanecem antes do uso comercial?
A equipe fez as células usando um processo chamado evaporação térmica, onde o material é aquecido dentro de uma câmara de vácuo até se transformar em vapor, e então se assentar em uma camada extremamente fina. A NTU diz que isso ajuda a criar camadas uniformes em áreas maiores, evita solventes tóxicos e permite que os pesquisadores controlem a clareza das células solares.
O melhor resultado veio da célula opaca de 60 nanômetros, que atingiu cerca de 12% de eficiência. Versões opacas mais finas atingiram cerca de 11% de eficiência em 30 nanômetros e 7% em 10 nanômetros. A versão semitransparente de 60 nanômetros permitiu a passagem de cerca de 41% da luz visível, atingindo uma eficiência de 7,6%.
Para efeito de comparação, os painéis solares normais nos telhados são muito mais eficientes, com muitos painéis residenciais comerciais convertendo cerca de 18% a 24% da luz solar em eletricidade. A célula semitransparente da NTU não está tentando vencer esses painéis com energia bruta. A sua vantagem é que pode atingir superfícies onde os painéis solares normais seriam impraticáveis ou indesejáveis.
Esta ainda é uma pesquisa em estágio de laboratório, não um produto pronto para janelas, carros ou wearables. A NTU registrou uma patente e está conversando com empresas para validar o processo de fabricação. Os pesquisadores ainda precisam provar que as células podem permanecer estáveis, sobreviver ao uso a longo prazo e ter um bom desempenho quando produzidas em áreas maiores.
