Células solares transparentes ultrafinas prometem carregamento invisível para dispositivos vestíveis, carros e residências.

Um novo tipo de célula solar quase invisível poderá um dia ajudar superfícies de vidro do dia a dia a gerar eletricidade. Isso poderia incluir vidros e tetos solares de carros, óculos inteligentes, dispositivos vestíveis, fachadas de edifícios e janelas residenciais.

Cientistas da Universidade Tecnológica de Nanyang, em Singapura, desenvolveram células solares de perovskita ultrafinas e transparentes, cerca de 10.000 vezes mais finas que um fio de cabelo humano e aproximadamente 50 vezes mais finas que as células solares de perovskita convencionais. A equipe de pesquisa da NTU, liderada pela professora associada Annalisa Bruno, publicou as descobertas na revista ACS Energy Letters (via TechXplore ).

Será que as células solares podem desaparecer no vidro do dia a dia?

Essas células solares são semitransparentes e de cor neutra, portanto, poderiam ser adicionadas ao vidro sem que este se parecesse com painéis solares tradicionais . Isso poderia ser útil em cidades onde os telhados já são utilizados para energia solar, mas as janelas e fachadas verticais de vidro permanecem em grande parte inexploradas.

Pesquisadores do mundo todo estão tentando tornar a tecnologia solar mais fácil de adotar e mais atraente para os usuários do dia a dia. Alguns estão trabalhando em células solares coloridas que poderiam deixar os painéis com uma aparência melhor nas casas , enquanto a abordagem da NTU se concentra em fazer com que as células solares praticamente desapareçam no vidro. Se funcionar em larga escala, isso poderá ajudar a resolver um dos maiores desafios da energia solar, gerando energia limpa sem exigir que as pessoas mudem a aparência de suas casas, carros ou dispositivos.

A NTU afirma que as células podem gerar eletricidade sob luz indireta e difusa, tornando-as úteis para edifícios urbanos densos com pouca luz solar direta. Se a escala for bem-sucedida, grandes edifícios com fachadas de vidro poderiam, teoricamente, gerar várias centenas de megawatts-hora de eletricidade por ano, dependendo da orientação e da área envidraçada útil.

Quais são os desafios que ainda precisam ser superados antes do uso comercial?

A equipe fabricou as células usando um processo chamado evaporação térmica, no qual o material é aquecido dentro de uma câmara de vácuo até se transformar em vapor, depositando-se em seguida como uma camada extremamente fina. A NTU afirma que isso ajuda a criar camadas uniformes em áreas maiores, evita o uso de solventes tóxicos e permite que os pesquisadores controlem a transparência das células solares.

O melhor resultado foi obtido com a célula opaca de 60 nanômetros, que atingiu cerca de 12% de eficiência. Versões opacas mais finas alcançaram cerca de 11% de eficiência com 30 nanômetros e 7% com 10 nanômetros. A versão semitransparente de 60 nanômetros permitiu a passagem de cerca de 41% da luz visível, atingindo 7,6% de eficiência.

Para efeito de comparação, os painéis solares convencionais instalados em telhados são muito mais eficientes, com muitos painéis residenciais comerciais convertendo aproximadamente de 18% a 24% da luz solar em eletricidade. A célula semitransparente da NTU não busca superar esses painéis em termos de potência bruta. Sua vantagem reside na capacidade de captar energia em superfícies onde os painéis solares convencionais seriam impraticáveis ​​ou indesejáveis.

Esta pesquisa ainda está em fase de laboratório, não sendo um produto pronto para janelas, carros ou dispositivos vestíveis. A NTU registrou uma patente e está em contato com empresas para validar o processo de fabricação. Os pesquisadores ainda precisam comprovar que as células podem permanecer estáveis, sobreviver ao uso prolongado e apresentar bom desempenho quando produzidas em áreas maiores.