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Cientistas desenvolvem janelas de vidro com potencial de gerar energia solar e substituir painéis solares tradicionais

31 de julho de 2022 às 09:59
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Cientistas desenvolvem janelas transparentes com potencial de gerar energia solar
A ideia é que esta tecnologia de células solares seja implementada nas janelas de vidro, para diminuir o custo de instalação. [Imagem: Yongxi Li et al. – 10.1038/s41467-021-25718-w]

As tecnologias em energia solar não param de avançar e, agora, cientistas norte americanos desenvolveram painéis solares transparentes que podem ser utilizados em vários empreendimentos.

A proliferação dos painéis de energia solar são uma alternativa sustentável e revolucionária para a questão de geração de energia, entretanto ainda há algumas barreiras para seu uso. Agora, cientistas da Universidade de Michigan, nos EUA, criaram uma tecnologia que pode facilitar o uso da energia solar. Os pesquisadores desenvolveram um processo que pode tornar viável a criação de painéis solares transparentes que podem gerar energia com a luz solar de forma eficiente.

Painéis solares de vidro e transparentes possuem eficiência revelada pelos cientistas 

A tecnologia tornará possível o uso de novas superfícies para a geração de energia, que atualmente depende de painéis solares com base em silício que são totalmente opacos. Estes tipos de painéis de energia solar funcionam perfeitamente dentro de um contexto de fazendas solares, mas é difícil seu aproveitamento no espaço urbano e jamais poderia ser utilizado como janela.

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Os cientistas conseguiram desenvolver uma nova categoria de painéis solares transparentes e orgânicos, com um poder absorvedor de energia que utiliza uma espécie de plástico, de até 2m x 2m, além de criar os processos que tornam possível escalar sua produção para torná-la comercialmente viável.

De forma histórica, painéis solares transparentes com esta tecnologia possuem grande limitações em eficiência e durabilidade, dificultando sua instalação. Recentemente, entretanto, os cientistas conseguiram expandir 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, teve como missão desenvolver meios para permitir o uso dos painéis solares transparentes em escala. Para isso, os cientistas precisaram repensar profundamente o modo de produção.

Desafios na produção dos painéis solares de vidro

O foco da pesquisa agora será garantir um bom nível de transparência. [Imagem: Yongxi Li et al. – 10.1038/s41467-021-25718-w]

A produção deste tipo de tecnologia de energia solar tem um grande desafio, que são as conexões elétricas micrométricas entre as células. O uso de lasers para gravar os padrões podem gerar danos aos absorventes da energia solar, essenciais para o funcionamento dos painéis de energia solar.

Em vez de lasers, os cientistas desenvolveram um modelo de camadas capaz de resolver este desafio e ainda alcançar a resolução em escala de mícrons desejada.

Para isso, foram depositados finíssimos filmes plásticos, com tiras ultrafinas. A próxima parte era aplicar as camadas orgânicas e metálicas para que, por fim, as tiras fossem removidas, o que desenvolveria as interconexões elétricas entre as células.

Painéis solares transparentes podem entregar uma eficiência ainda maior

O resultado das pesquisas dos cientistas foi positivo: se tornou possível conectar oito células, todas elas de 4 cm por 0,4 cm, separadas por conexões de 200 micrômetros de espessura, que geraram um módulo de 13 cm².

Além disso, os pesquisadores conseguiram alcançar uma eficiência de conversão de energia de 7,3%, que se mantém apesar de ser uma escala de metros, com uma transparência de 50% e uma tonalidade esverdeada que tornaria seu uso adequado em prédios comerciais. 

Os pesquisadores também afirmam que maiores transparências, que seriam necessárias para a aplicação em casas comuns, também são viáveis se for utilizado o mesmo processo. A expectativa é que os painéis solares transparentes sejam aplicados entre duas camadas de vidro quando estiverem disponíveis comercialmente.

Entretanto, ainda é necessário passar por alguns desafios para chegar a um nível de comercialização. Entretanto, os pesquisadores esperam atingir uma eficiência maior, que possa ficar na casa de 10% e 15%, o que é possível fazer nos próximos dois anos, com o avanço da tecnologia.

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