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Painéis solares transparentes abrem caminho para janelas que geram energia

A proliferação dos painéis solares são uma alternativa limpa e potencialmente revolucionária para a questão de geração energia, mas ainda há várias barreiras para sua ampla difusão. Agora, pesquisadores da Universidade de Michigan, nos Estados Unidos, desenvolveram uma solução para facilitar a adesão com um novo processo que pode tornar viáveis a criação de janelas transparentes capazes de gerar energia com a luz do sol de maneira eficiente.

A tecnologia possibilitaria a utilização de novas superfícies para produção de energia, que hoje depende de células baseadas em silício que são totalmente opacas. Elas funcionam bem dentro de um contexto de fazendas solares, mas é de difícil aproveitamento no espaço urbano e jamais poderiam ser usadas como janelas.

Os pesquisadores conseguiram criar um painel solar orgânico, com um absorvedor de energia que faz uso de um tipo de plástico, de até 2m x 2m, além de desenvolver os processos que permitiriam escalar sua produção para torná-lo comercialmente viável.

Painel solar orgânico alcançou transparência de cerca de 50% (Imagem: Reprodução/Universidade de Michigan)
Painel solar orgânico alcançou transparência de cerca de 50% (Imagem: Reprodução/Universidade de Michigan)

Historicamente, painéis com essa tecnologia tinham limitações em eficiência e durabilidade, o que dificultavam sua implementação. Recentemente, porém, foi possível aumentar em laboratório a eficiência para um patamar inédito de 10% e elevar a sua estimativa de tempo de uso para 30 anos.

A equipe da Universidade de Michigan, então, partiu para a missão de criar os meios para permitir o uso dessa tecnologia em escala. Para isso, eles precisaram repensar fundamentalmente o modo de produção.

A fabricação deste tipo de painel solar orgânico tem um desafio claro, que são as conexões elétricas micrométricas entre as células no módulo. A utilização de lasers para gravar os padrões pode danificar os absorvedores de luz, tão fundamentais para a eficiência do painel.

Em vez de lasers, então, a equipe desenvolveu um modelo de camadas que conseguiu resolver esse problema e ainda alcançar a resolução em escala de mícrons desejada. Para isso, eram depositados finíssimos filmes plásticos, com tiram ultrafinas. A parte seguinte era aplicar as camadas orgânicas e metálicas para então remover as tiras, o que criava as interconexões elétricas entre as células.

Sistema de camadas e tiras permite criar interconexões sem depender de laser (magem: Reprodução/Universidade de Michigan)
Sistema de camadas e tiras permite criar interconexões sem depender de laser (magem: Reprodução/Universidade de Michigan)

O resultado foi positivo. Eles conseguiram conectar oito células, todas elas de 4 cm x 0,4 cm, separadas com conexões de 200 micrometros de espessura, que produziram um módulo de 13 cm². Eles conseguiram alcançar uma eficiência de conversão de energia de 7,3%, que se mantém mesmo em uma escala de metros, com uma transparência de 50% e uma tonalidade esverdeada, que tornaria seu uso adequado para prédios comerciais.

Os pesquisadores também apontam que maiores transparências, que seriam necessárias para a aplicação em contexto doméstico, na janela de uma casa qualquer, também são viáveis pelo mesmo processo.

A expectativa é que o painel solar orgânico seja aplicado entre duas camadas de vidro quando estiverem disponíveis comercialmente. No entanto, ainda há alguns desafios para que esse dia chegue. Os pesquisadores esperam alcançar uma eficiência maior, que fique entre 10% e 15%, o que pode acontecer já nos próximos dois anos.

Fonte: Canaltech

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