Engenheiros de Yale desenvolvem novas cores para energia solar

Engenheiros da Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas da Universidade de Yale desenvolveram uma célula solar que amplia a escolha de cores sem diminuir sua eficiência de conversão de energia.

A tecnologia da energia solar progrediu dramaticamente nas últimas décadas, pois opera com eficiência crescente e com custos mais baixos.

Mas a questão da aparência dos painéis solares continua sendo um obstáculo. A maioria dos painéis fotovoltaicos são azuis ou pretos e cobrem grandes partes dos edifícios com uma tonalidade monótona. Isso pode não corresponder ao seu gosto pessoal – ou ao da associação de proprietários. É uma limitação que tem dificultado a integração da energia solar em algumas aplicações comerciais. Na verdade, os arquitetos e designers há muito que solicitam uma escolha mais ampla de cores para as células solares, para permitir que se integrem perfeitamente na fachada de um edifício ou num sistema eletrónico.

Até agora, porém, expandir a paleta de cores com as quais os engenheiros de energia solar podem trabalhar tem se mostrado notoriamente difícil. Porém, isso pode estar mudando com o trabalho do laboratório de Andre Taylor, professor associado de engenharia química e ambiental. Os pesquisadores desenvolveram uma célula solar que amplia a escolha de cores sem diminuir a eficiência de conversão de energia. Suas descobertas são publicadas na Nano Energy.

Os pesquisadores já tentaram alguns métodos para variar as cores dos painéis solares. Uma abordagem envolveu o ajuste de uma camada da célula solar para que ela refletisse cores diferentes – no entanto, isso provou ser caro e com resultados limitados. Outro método introduziu o que é conhecido como “molécula de corante” para permitir mais cores. Esta abordagem, no entanto, diminui a eficiência com que o sistema converte a luz solar em energia.

A equipe de pesquisa do Laboratório de Materiais e Dispositivos Transformativos de Taylor também usou uma molécula de corante, mas esta não diminui a eficiência de conversão de energia. Jaemin Kong, associado de pós-doutorado e autor principal do artigo, explica que isso ocorre porque a molécula – uma esquaraína conhecida como ASSQ – atua não apenas como agente de cor, mas como doador de transferência de energia. Funciona em conjunto com dois polímeros – um que serve como doador de elétrons e outro como aceitador de elétrons não fulereno. Ao alterar as proporções desses três elementos, os pesquisadores conseguiram fazer ajustes que permitiram uma variação gradual da cor do azul esverdeado ao vermelho púrpura.

“Acho que esta é uma parte bastante impressionante deste artigo – não houve grande sacrifício na eficiência da conversão de energia”, disse Taylor. “E o bom disso é que o corante pode ser usado em baixas concentrações, portanto não afeta necessariamente o mecanismo geral.”

Outros autores do artigo são Megan Mohadjer Beromi, Marina Mariano, Tenghooi Goh, Francisco Antonio e Nilay Hazari.

Referência: “Células solares de polímero colorido empregando uma molécula de corante de transferência de energia” por Jaemin Kong, Megan Mohadjer Beromi, Marina Mariano, Tenghooi Goh, Francisco Antonio, Nilay Hazari e André D. Taylor, 25 de maio de 2017, Nano Energy.
DOI: 10.1016/j.nanoen.2017.05.032