Células solares ultrafinas são fabricados por jato de tinta

Redação do Site Inovação Tecnológica - 18/09/2020

A célula solar ultrafina totalmente impressa é leve e flexível o suficiente para ficar na superfície de uma bolha de sabão.
[Imagem: Anastasia Serin/KAUST]

Célula solar ultrafina

Protótipos de células solares montadas sobre bolhas de sabão têm servido para mostrar o potencial da eletrônica orgânica, que está viabilizando dispositivos finos, flexíveis e transparentes - como telas finas como bolhas de sabão.

Eloise Bihar e colegas da Universidade de Ciência e Tecnologia Rei Abdullah, na Arábia Saudita, fizeram mais uma dessas demonstrações, mas agora com uma inovação de processo importante.

Eles fabricaram células solares totalmente funcionais sobre uma bolha de sabão usando impressão jato de tinta.

Até agora, as células solares orgânicas ultrafinas vinham sendo feitas por espalhamento rotativo (spin-coating) ou por evaporação térmica, técnicas que não são escalonáveis e que limitam a geometria do componente, além de usar o raro e caro ITO (óxido de índio e estanho) como eletrodo condutor e transparente.

Célula solar por impressão

Para superar essas limitações, Bihar usou uma impressão a jato de tinta para aplicar o já bem conhecido polímero PEDOT:PSS, uma das estrelas da eletrônica orgânica, entre duas camadas de material fotovoltaico, também aplicado por jato de tinta. Por cima, é impressa uma camada de proteção de parileno, que é flexível, à prova d'água e biocompatível.

Após otimizar a composição da tinta para cada camada, as células solares foram impressas sobre vidro para testar seu desempenho. Elas alcançaram uma eficiência de conversão de energia de 4,73%, batendo o recorde anterior de 4,1% para uma célula totalmente impressa.

A equipe também demonstrou, pela primeira vez, que é possível imprimir uma célula solar em um substrato flexível ultrafino, neste caso atingindo uma eficiência de 3,6%.

"Nossos resultados estabelecem um ponto de partida para uma nova geração de células solares impressas versáteis e ultraleves, que podem ser usadas como uma fonte de energia ou ser integradas em dispositivos médicos implantáveis ou baseados na pele," disse Bihar.

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