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Novo composto permite criar painéis solares mais finos que uma folha de papel

·2 min de leitura

Pesquisadores da Universidade Stanford, nos EUA, desenvolveram um novo composto que pode ser aplicado na fabricação de painéis solares ultrafinos e flexíveis. O principal benefício dos chamados dicalcogenetos de metais de transição (TMDs, na sigla em inglês) é que eles absorvem níveis altíssimos de luz solar em comparação com outros materiais.

Esses painéis fotovoltaicos extremamente finos e leves poderiam ser usados em dispositivos móveis dobráveis, equipamentos vestíveis com alimentação própria, sensores mais eficientes ou como fonte de energia renovável para veículos elétricos e aeronaves em missões espaciais.

“Imagine como seria ter um drone autônomo capaz de se alimentar exclusivamente por meio de um painel solar instalado no topo de sua asa que é 15 vezes mais fino do que um pedaço de papel comum”, explica o doutorando de engenharia elétrica Koosha Nassiri Nazif, coautor do estudo.

Melhor que silício

O silício ainda está presente na construção de 95% dos painéis solares fabricados atualmente, mas ele é muito pesado, volumoso e rígido, o que o torna inviável para aplicações que exijam flexibilidade, leveza e alta potência, características essenciais para dispositivos móveis cada vez menores e eficientes.

Esquema de funcionamento e eficiência da célula TMD (Imagem: Reprodução/Stanford University)
Esquema de funcionamento e eficiência da célula TMD (Imagem: Reprodução/Stanford University)

O novo protótipo apresentado pelos cientistas consegue transformar 5,1% da luz solar absorvida em eletricidade, mas eles acreditam que seria possível atingir algo em torno de 27% de eficiência energética — painéis de silício chegam a cerca de 30% — com algumas modificações ópticas e elétricas.

“A medida de produção de energia elétrica por peso de cada célula solar é de 4,4 watts por grama. Nós estimamos que o limite prático para os painéis de dicalcogenetos de metais de transição possa atingir 46 watts por grama, fazendo com que eles sejam mais eficientes que as células de silício”, acrescenta o professor de engenharia elétrica Krishna Saraswat, orientador do estudo.

Design moldável

Um dos maiores benefícios das células TMD é sua espessura ultrafina, que não apenas diminui os custos de produção, como também faz com que esses dispositivos possam ser moldados em formas irregulares — como no teto de um carro, na asa de um avião ou em partes do corpo humano.

Célula TMD enrolada em um cilindro (Imagem: Reprodução/Stanford University)
Célula TMD enrolada em um cilindro (Imagem: Reprodução/Stanford University)

A matriz é feita com disseleneto de tungstênio fotovoltaico e contatos de ouro colocados sobre uma camada de grafeno condutor com apenas um átomo de espessura. Todo o material é imprensado entre um polímero flexível e um revestimento anti-reflexo para aumentar a absorção de luz.

“Além de não conter produtos químicos tóxicos, as células de TMD são biocompatíveis e podem ser usadas em aplicações vestíveis que requerem contato direto com a pele ou tecido humano. Potentes, flexíveis e duráveis, esses painéis podem se tornar a próxima geração de tecnologia solar”, conclui Nassiri Nazif.

Fonte: Canaltech

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