Energia

Novas células solares mais baratas

Redação do Site Inovação Tecnológica - 19/09/2003

Engenheiros eletricistas da Universidade Princeton (Estados Unidos) criaram uma nova técnica de fabricação de células solares orgânicas que poderão se transformar em um meio mais econômico de aproveitamento da luz solar. Os resultados da pesquisa, publicada na edição do dia 11/09 da revista Nature, colocam mais próximo da realidade uma nova classe de células solares orgânicas que não são tão eficientes quanto as células solares convencionais de silício, mas que poderão ser fabricadas de forma muito mais barata e resultando em produtos mais versáteis.

Os novos elementos fotovoltaicos são feitos de materiais "orgânicos", constituídos de pequenas moléculas à base de carbono, em oposição às células tradicionais, baseadas em silício, um elemento inorgânico. O material resultante é ultra-fino e flexível e pode ser colado em praticamente qualquer superfície, como as paredes ou janelas de um edifício.

As células solares orgânicas poderão ser fabricadas em um processo parecido com a impressão, transferindo o material fotovoltaico para um rolo de plástico. Peter Peumans, estudante de doutoramento e principal autor do artigo, resume: "No fim, você poderá ter uma folha de células solares e poderá simplesmente desenrolá-la e colocá-la sobre o telhado." Além de Peumans, assinam o artigo Stephen Forrest e Soichi Uchida.

As células também podem ser feitas de diferentes cores, tornando-as atrativas como elementos de arquitetura. Ou podem ser transparentes e aplicadas em janelas. Pintadas, as células podem deixar uma parte da luz passar, utilizando a outra metade para a geração de energia.

Esta não é a primeira célula solar orgânica construída. Na verdade, o primeiro protótipo apareceu em 1.986, mas apresentava um rendimento de apenas 1 por cento. Esse limite permaneceu por 15 anos, quando a própria equipe da Universidade Princeton, liderada pelo Dr. Forrest, alterou os componentes orgânicos utilizados e alcançou a marca de 3 por cento de rendimento. Mas no artigo agora publicado na revista Nature, os pesquisadores argumentam ser teoricamente possível atingir um rendimento de até 50 por cento.

É claro que esta é uma possibilidade teórica, e os pesquisadores falam agora em combinar os novos materiais com suas novas técnicas para conseguir a fabricação de células com rendimento de 5 por cento. Este é o limite mínima de eficiência que as tornaria competitivas no mercado. E, com a continuação da pesquisa, os pesquisadores esperam atingir 10 por cento de rendimento em poucos anos. As células fotovoltaicas tradicionais, feitas de silício, possuem um rendimento médio de 24 por cento, mas seu processo de produção é muito mais caro.

A técnica que os cientistas descobriram também abre novas perspectivas para a ciência dos materiais, uma vez que ela pode ser aplicada a outros tipos de tecnologias. As células solares orgânicas são feitas de dois tipos de materiais ensanduichados, um dos quais fornece os elétrons e outro que atrai esses elétrons, permitindo um fluxo da eletricidade. Os pesquisadores conseguiram um meio de entrelaçar esses dois materiais, como os dedos quando se juntam as duas mãos, permitindo muito maior eficiência no fluxo de elétrons.

A chave para esse avanço foi a aplicação de uma cobertura metálica sobre a película do material orgânico sendo construído. A cobertura permitiu que a superfície do material ficasse lisa e uniforme enquanto a microestrutura se alterava e se juntava. Os pesquisadores então desenvolveram um modelo matemático para explicar esse comportamento inesperado, modelo este que poderá ser utilizado na criação de outros micromateriais e não apenas das células solares orgânicas.