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Novo composto permite criar painéis solares mais finos que uma folha de papel

Por| Editado por Douglas Ciriaco | 27 de Dezembro de 2021 às 13h30

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Reprodução/Stanford University)
Reprodução/Stanford University)

Pesquisadores da Universidade Stanford, nos EUA, desenvolveram um novo composto que pode ser aplicado na fabricação de painéis solares ultrafinos e flexíveis. O principal benefício dos chamados dicalcogenetos de metais de transição (TMDs, na sigla em inglês) é que eles absorvem níveis altíssimos de luz solar em comparação com outros materiais.

Esses painéis fotovoltaicos extremamente finos e leves poderiam ser usados em dispositivos móveis dobráveis, equipamentos vestíveis com alimentação própria, sensores mais eficientes ou como fonte de energia renovável para veículos elétricos e aeronaves em missões espaciais.

“Imagine como seria ter um drone autônomo capaz de se alimentar exclusivamente por meio de um painel solar instalado no topo de sua asa que é 15 vezes mais fino do que um pedaço de papel comum”, explica o doutorando de engenharia elétrica Koosha Nassiri Nazif, coautor do estudo.

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Melhor que silício

O silício ainda está presente na construção de 95% dos painéis solares fabricados atualmente, mas ele é muito pesado, volumoso e rígido, o que o torna inviável para aplicações que exijam flexibilidade, leveza e alta potência, características essenciais para dispositivos móveis cada vez menores e eficientes.

O novo protótipo apresentado pelos cientistas consegue transformar 5,1% da luz solar absorvida em eletricidade, mas eles acreditam que seria possível atingir algo em torno de 27% de eficiência energética — painéis de silício chegam a cerca de 30% — com algumas modificações ópticas e elétricas.

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“A medida de produção de energia elétrica por peso de cada célula solar é de 4,4 watts por grama. Nós estimamos que o limite prático para os painéis de dicalcogenetos de metais de transição possa atingir 46 watts por grama, fazendo com que eles sejam mais eficientes que as células de silício”, acrescenta o professor de engenharia elétrica Krishna Saraswat, orientador do estudo.

Design moldável

Um dos maiores benefícios das células TMD é sua espessura ultrafina, que não apenas diminui os custos de produção, como também faz com que esses dispositivos possam ser moldados em formas irregulares — como no teto de um carro, na asa de um avião ou em partes do corpo humano.

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A matriz é feita com disseleneto de tungstênio fotovoltaico e contatos de ouro colocados sobre uma camada de grafeno condutor com apenas um átomo de espessura. Todo o material é imprensado entre um polímero flexível e um revestimento anti-reflexo para aumentar a absorção de luz.

“Além de não conter produtos químicos tóxicos, as células de TMD são biocompatíveis e podem ser usadas em aplicações vestíveis que requerem contato direto com a pele ou tecido humano. Potentes, flexíveis e duráveis, esses painéis podem se tornar a próxima geração de tecnologia solar”, conclui Nassiri Nazif.

Fonte: Stanford University