Princípios importantes
- Pesquisadores na Austrália desenvolveram uma célula solar semitransparente especial.
- É um pouco menos eficiente do que os painéis solares tradicionais, mas permite a entrada de luz suficiente para ser usada como janela.
- Os pesquisadores querem instalar essas janelas semitransparentes geradoras de eletricidade em arranha-céus que geralmente não têm espaço no telhado para os painéis solares tradicionais.
Pesquisadores criaram uma solução inovadora para transformar as mágoas urbanas em geradores de energia limpa.
Uma equipe de pesquisadores australianos criou células solares semitransparentes que, segundo eles, poderiam um dia permitir que os arranha-céus gerassem sua própria energia. As células solares transparentes são feitas de células de perovskita, muitas vezes aclamadas como o futuro das células solares.
“Este trabalho fornece um grande passo para a realização de dispositivos de perovskita estáveis e de alta eficiência que podem ser implantados como janelas solares para atender o que é uma oportunidade de mercado amplamente inexplorada”, Professor Jacek Jasieniak do Departamento de Ciência e Engenharia de Materiais na Monash University, disse em um comunicado de imprensa da universidade.
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Silicio cristalino tem sido a escolha para a construção de painéis solares por décadas. Os pesquisadores, no entanto, têm procurado alternativas, principalmente devido ao processo caro e intensivo de criação de painéis solares à base de silício.
As células solares de perovskita surgiram como uma alternativa promissora. A perovskita recebe esse nome por sua estrutura cristalina particular. O cientista alemão Gustav Rose descobriu em 1839. As perovskitas são fáceis de sintetizar e sua estrutura distinta as torna altamente eficientes como energia fotovoltaica (PV) para converter a luz solar em energia.
Com base nisso, a equipe de pesquisadores do ARC Center of Excellence in Exciton Science, liderada pelo professor Jasieniak, criou células de perovskita com uma eficiência de conversão de 15,5%, permitindo a passagem de mais de 20% da luz visível. Para colocar isso em perspectiva, as células de silício de telhado geralmente têm uma eficiência de cerca de 20%.
Em 2020, o mesmo grupo de pesquisadores produziu células solares de perovskita semitransparentes com uma eficiência de conversão de energia de 17% e poderiam deixar passar 10% da luz visível.
Embora a eficiência de conversão de energia na pesquisa mais recente esteja alguns pontos abaixo dos resultados anteriores da equipe, a quantidade de luz visível que o novo material permite passar dobrou. Os pesquisadores argumentam que isso aumentaria significativamente seu potencial de uso em uma ampla gama de aplicações do mundo real.
"[Células solares semitransparentes] chamaram atenção significativa no mercado fotovoltaico integrado à construção (BIPV), pois aumentam muito a área de superfície disponível que pode ser usada para gerar eletricidade em um ambiente urbano", observa Os pesquisadores. "Além disso, eles também têm a vantagem de reduzir o ganho de calor incidente nos edifícios, absorvendo e refletindo parcialmente a luz solar."
Um passo mais perto
Outra melhoria nas células solares de perovskita criadas como parte da pesquisa mais recente é a estabilidade a longo prazo quando testada para iluminação e aquecimento contínuos, que os pesquisadores entendem que imita as condições que o material encontraria no uso no mundo real.
Os edifícios não são atualmente construídos para acomodar fachadas geradoras de energia.
"A ciência subjacente funciona, e o conceito é fantástico, particularmente para edifícios com enormes fachadas de vidro e relativamente pouco espaço de telhado disponível para energia fotovoltaica convencional de silício", disse o Dr. James O'Shea, Professor Associado e Leitor em Física. School of Physics & Astronomy e University of Nottingham Energy Institute, disse à Lifewire por e-mail.
Lance Wheeler, cientista da equipe do National Renewable Energy Laboratory (NREL), também está animado com o desenvolvimento. "As métricas de eficiência e transparência das janelas fotovoltaicas de perovskita continuam a aumentar e podem levar a impactos no mundo real", disse Wheeler à Lifewire por e-mail.
No entanto, Wheeler apontou que várias áreas precisam ser abordadas além da eficiência e transparência antes de vermos essas janelas fotovoltaicas semitransparentes implantadas onipresentemente.
Para começar, eles precisam ter uma cor esteticamente aceitável. Wheeler disse que as células da perovskita são amarelas, laranja ou vermelhas, e deve haver uma camada adicional para alterar a cor para cinzas neutros ou azuis e verdes sutis, que são os mais comuns para janelas.
Wheeler também reconheceu que, embora os materiais de perovskita tenham percorrido um longo caminho em termos de durabilidade, as aplicações integradas ao edifício são ainda mais exigentes do que a energia solar de telhado ou em escala de serviço público, pois a falha e a substituição são mais caras e perturbadoras para os ocupantes.
Dr. O'Shea sugeriu que as células solares de perovskita talvez possam ser usadas em conjunto com o silício tradicional para fazer células híbridas com maior eficiência. Ele está confiante de que o desenvolvimento das janelas solares ajudará a impulsionar a maturidade da tecnologia de células solares de perovskita, levando a sua maior adoção nos próximos anos.
"Os edifícios não são atualmente construídos para acomodar fachadas geradoras de energia ", apontou Wheeler. "É preciso haver educação e mudança na indústria da construção antes que isso aconteça em grande escala."
