Novos painéis solares de silício combinam eficiência e flexibilidade ao se adaptarem a qualquer superfície

Cientistas desenvolvem painéis solares de silício que unem eficiência e flexibilidade. Equipamento promete mudar o mercado de energia solar.

As células solares orgânicas, desenvolvidas com plástico, são grandes promessas para o mercado de energia solar, podem ser fabricadas em bases flexíveis e transparentes, tornando possível sua colocação em janelas de vidro ou sobre superfícies irregulares. Entretanto, é possível que não seja necessário esperar os progressos tecnológicos para que elas se tornem duráveis o suficiente para chegar ao mercado e tomar o lugar dos painéis solares de silício convencionais, que são rígidos e possuem uma cara instalação.

Eficiência dos novos painéis solares são maiores que 24%

Pesquisadores do Instituto de Microssistemas e Tecnologia da Informação de Shangai, na China, conseguiram produzir um painel de energia solar tradicional de silício, com as mesmas células solares presentes atualmente no mercado, que é dobrável o suficiente para se fundir a superfícies irregulares.

O painel solar, com 60 micrômetros de espessura, é tão flexível quanto uma folha de papel e mantém a mesma eficiência até mesmo quando está enrolado. O único custo para a modificação foi uma ligeira queda na eficiência na conversão da energia solar em energia elétrica em relação ao painel solar original, mas que continuou acima dos 24%.

Wenzhu Liu e seus amigos começaram com uma pastilha padrão de células de silício de 160 micrômetros de espessura e de lá para cá utilizaram álcalis concentrados para corroer as pastilhas, chegando até um mínimo de 60 micrômetros de espessura sem perda de funcionalidade. Entretanto, surgiu uma sequência de desafios. Após a redução de espessura, o painel solar de silício fica tão polido que ele passa a refletir cerca de 30% da luz incidente conforme é dobrado, o que reduz bastante sua eficiência.

Solução encontrada pelos cientistas para os novos painéis de energia solar

Desta forma, a equipe de pesquisadores fez o trabalho oposto, utilizando outro composto mais diluído para gerar ranhuras superficiais, obtendo padrões em microescala que lembram pirâmides.

A reflexividade sumiu, então o painel perdeu sua flexibilidade, visto que trincava muito fácil. Segundo Liu, há vários anos os cientistas tem dificuldade de equilibrar a reflexão da luz e a flexibilidade, o que explica porque a grande maioria das eficiências obtidas das células solares de silício cristalino flexíveis têm sido relativamente baixas.

O cientista então focou no estudo do surgimento das trincas utilizando câmeras de alta velocidade e descobriu que as rachaduras sempre começam nas bordas das pirâmides. Com isso, ele então usou uma mistura de ácidos para remover a textura das bordas e as bolachas recuperam imediatamente sua flexibilidade.

Análises mais detalhadas mostraram que a região lisa dissipa a tensão mecânica da dobra, tornando possível que a região texturizada forme uma rede de microtrincas, em vez de sofrer uma fratura drástica em um único ponto. A equipe planeja começar a colocar seus painéis flexíveis para cobrir estruturas aeroespaciais, como asas de aviões, drones e balões de pesquisa. 

Brasil também desenvolve painel solar orgânico

O painel solar orgânico, que conta com células solares orgânicas, é visto como a terceira geração de células solares, ou seja, está no topo do ponto de vista tecnológico.

O novo painel solar é desenvolvido de forma totalmente diferente se comparado com os painéis comuns, sendo desenvolvido com um filme de plástico, onde tintas de carbono são impressas, fazendo com que o filme plástico tenha camadas, obtendo elétrons na parte superior, com uma carga positiva na parte superior e negativa na parte inferior. O equipamento disponibiliza vários benefícios, pois é um filme plástico que usa tintas a base de carbono extremamente flexível, de baixo custo e transparente.