Com uma aplicação inovadora nas microestruturas das células solares escuras, cientistas conseguem torná-las transparentes e eficientes para o uso em escala.

Os pesquisadores estão correndo para introduzir tecnologias fotovoltaicas transparentes. Não demorará muito para que as janelas ou os tetos solares dos carros sejam servidos como forma de armazenamento de energia.

Uma equipe de pesquisa, liderada pelo professor Kwanyong Seo, na Escola de Engenharia Química e Energia da UNIST, conseguiu pela primeira vez tornar a célula solar de silício cristalino escuras e opacas em transparentes. É um resultado inovador da aplicação de uma nova microestrutura que não pode ser reconhecida pelo olho humano.

As células solares de silício cristalino produzem eletricidade usando “silício com um arranjo atômico regular” como uma “camada fotoativa”. A camada fotoativa converte energia solar em energia elétrica, e, no caso do silício cristalino, a eficiência de conversão fotoelétrica é alta e estável. Graças a isso, mais de 90% do mercado de células solares agora é ocupada por aquelas de silício cristalino. No entanto, essas células são difíceis de tornar transparentes pois absorvem principalmente a luz solar na frequência visível, produzindo energia elétrica. Para se tornar uma célula solar transparente, toda a luz visível deve ser captada.

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A equipe de pesquisa introduziu a “microestrutura” do silício para produzir células solares de silício transparente. Eles fizeram pequenos buracos, invisíveis aos olhos humanos, em células solares opacas e as tornaram transparentes. Essa microestrutura consiste em estruturas que nossos olhos não reconhecem e transmitem a luz solar. Portanto, a luz visível é transmitida através da parte microestruturada e a luz solar, incluindo a luz visível, é absorvida na região do silício que não pode ser vista.

“Isso mostra a mesma estabilidade que a tecnologia de silício cristalino existente. Por esse motivo, acho que a viabilidade de uma comercialização bem-sucedida é enorme”, diz KangMin Lee, o primeiro autor da pesquisa.

Os pesquisadores criaram dispositivos fotovoltaicos tão transparentes quanto o vidro, com níveis de eficiência de 12,2%. Esta foi a maior célula solar incolor e transparente já desenvolvida. A transmitância da luz pode ser ajustada de várias maneiras, para que possa ser aplicada em vários campos, desde a construção de janelas até os tetos retráteis de automóveis.

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A era da revolucionária nova janela solar logo chegará ao mercado. Em breve, será possível verificar a integração em massa de células solares na infraestrutura cotidiana, como em veículos e edifícios geradores de energia feitos de vidro, assim como baterias solares de grande porte.