Painéis solares flexíveis são tão bons quanto os normais

As células solares existentes normalmente são usadas apenas em superfícies planas e estáticas para evitar rachaduras, mas agora existe uma alternativa flexível com a mesma eficiência de geração de energia

Por Alex Wilkins

24 de maio de 2023

Estas células solares podem dobrar sem quebrar

Wenzhu Liu

Células solares leves e flexíveis que são tão eficientes quanto as convencionais podem expandir massivamente o uso de energia solar.

A maioria das células solares em uso hoje é à base de silício cristalino, graças à sua alta eficiência e facilidade de fabricação, mas só podem ser colocadas em superfícies planas e estáticas porque racham sob tensão. As células solares flexíveis existentes feitas de outros materiais oferecem uma alternativa, mas ao custo de uma eficiência energética muito menor.

Agora, Wenzhu Liu, da Academia Chinesa de Ciências em Xangai, e seus colegas desenvolveram uma célula fina e leve à base de silício que é tão flexível que pode se enrolar sem perder eficiência.

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A equipe criou a célula primeiro diluindo um wafer de silício fotovoltaico em mais de 60%, o que o torna tão flexível quanto papel, mas também reflexivo e, portanto, menos eficiente. O tratamento químico da superfície para criar protuberâncias microscópicas em forma de pirâmide restaura essa eficiência, mas a torna quebradiça quando dobrada – até que Liu teve uma ideia para consertar isso.

“Um dia, quando rasguei um saco plástico de comida, o pequeno entalhe na borda do saco me inspirou a perguntar se a tendência das células de silício a se fragmentarem com estresse mecânico é causada por entalhes afiados nas bordas dos wafers”, diz ele.

Depois de filmar as células tratadas quebrando em câmera lenta, Liu e sua equipe perceberam que as rachaduras começariam na borda de uma célula em canais entre as pirâmides. Quando eles amoleceram esses canais e tentaram dobrar uma célula, descobriram que muitas pequenas rachaduras superficiais se acumulavam, mas a célula não quebrou e manteve sua eficiência.

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As células são leves o suficiente para usar em um drone

Wenzhu Liu e outros (2023)

As células flexíveis podem ser facilmente fabricadas usando as técnicas de wafer de silício existentes e, por serem 95% mais leves que as células rígidas, podem ser usadas em paredes sem comprometer a integridade da construção. Liu e sua equipe testaram as células em ambientes extremos – como no Pólo Sul, em um drone voando a uma altitude de 20 quilômetros e em um balão com vento forte – e descobriram que funcionavam tão bem e às vezes melhor do que células solares rígidas.

Kyle Frohna, da Universidade de Cambridge, diz que o trabalho é muito impressionante. "Ele abre o silício para toda uma outra classe de aplicativos, alguns dos quais pensamos e alguns dos quais provavelmente nem sequer pensamos ainda."

Referência do jornal:

Natureza DOI: 10.1038/s41586-023-05921-z

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