Células Solares Orgânicas

Japonesa Toyobo e Instituto do Governo Francês CEA conseguiram desenvolver células fotovoltaicas orgânicas que garantem uma eficiência de 25%!

Estas células, de pequeno tamanho, denominadas de OPV (Células Fotovoltaicas Orgânicas – Organic Photovoltaic), provêm de um substrato de vidro com uma eficiência de conversão de 25%, a maior eficiência fotovoltaica alguma vez conseguida e painéis OPV de teste com um substrato de revestimento de PET (tereftalato de polietileno).

Estes dois produtos, que se encontram em teste, usam materiais geradores de energia OPV, desenvolvidos pela Toyobo.

As Células Fotovoltaicas Orgânicas – OPV

A OPV está a ser considerada como uma célula solar de próxima geração, sendo que a Toyobo quer colocar este material em uso o mais rápido possível, especialmente como fonte de energia sem fios para dispositivos como sensores de temperatura, humidade e movimento.

A célula OPV é uma célula solar que se pode criar cobrindo com elétrodos materiais orgânicos geradores de energia, como átomos de carbono e enxofre, num substrato de vidro ou plástico.

E visto ser flexível, pode moldar-se em várias formas, sendo possível fixar-se facilmente em paredes ou superfícies onde as células fotovoltaicas inorgânicas predominantes não são possíveis de instalar.

Células Solares Orgânicas
Células Solares Orgânicas – OPV

Existe assim grande expetativa em torno da OPV como fonte de energia sem fios para sensores e dispositivos portáteis, indispensáveis à Internet das Coisas (IoT).

A Toyobo tem vindo a trabalhar no desenvolvimento de um material gerador de energia para OPV para obter saídas de alta potência a partir de fontes de luz ambiente com pouca iluminação, usando para isso tecnologias de síntese orgânica que a empresa tem já desenvolvidas, aquando dos seus anos de pesquisa de produtos químicos finos.

Assim o material pode ser facilmente dissolvido, mesmo com solventes onde não haja halogénio, permitindo que este seja revestido uniformemente num só substrato, e assim gerar energia estável com pouca diferença individual.

Células Fotovoltaicas Orgânicas disponíveis

Para que a OPV possa ser usada logo, a Toyobo recorreu à investigação conjunta com a CEA, durante 6 meses, ou seja, desde junho de 2019, e conseguiram atingir o objetivo, de produzir pequenas células OPV, num substrato de vidro, com a maior eficiência alguma vez conseguida. Isso através da otimização de todos os solventes e da técnica de revestimento.

Num teste de verificação, recorrendo à luz de néon de 220lux, equivalente à luminosidade de uma sala com pouca luz ambiente, confirmou-se que o produto de prova tinha atingido uma eficiência de conversão de cerca de 25%, cerca de 60% mais elevada que as células solares de silício amorfo, comummente usadas nas calculadoras de escritório.

Também conseguiram produzir painéis OPV, revestidos num substrato fino de PET com uma área efetiva de 18cm quadrados, revestir o material gerador de energia numa camada de PET, é mais difícil que num substrato de vidro. Mas ainda assim o painel produziu cerca de 130mw, quando sujeito às mesmas condições de iluminação.

A japonesa Toyobo planeia propor o uso deste material aos fabricantes de células solares, baseando-se em conhecimentos adquiridos através da investigação conjunta. Em primeiro lugar a empresa pretende ter o material pronto a usar em março de 2023, especialmente como fonte de energia sem fios, em sensores de temperatura, humidade e movimento!

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