Revolução na energia solar: a Universidade de Tecnologia de Chemnitz está pesquisando células orgânicas!

Revolução na energia solar: a Universidade de Tecnologia de Chemnitz está pesquisando células orgânicas!

A pesquisa em células solares orgânicas ganhou impulso nos últimos anos, particularmente na Universidade de Tecnologia de Chemnitz, onde uma equipe liderada pelo Prof. Carsten Deibel está trabalhando intensamente para aumentar a eficiência dessas tecnologias. O foco aqui está na compreensão dos portadores de carga lenta, que são responsáveis ​​por uma resistência significativa ao transporte. Este fenômeno afeta tanto o fator de preenchimento quanto o desempenho geral das células solares. Os resultados desta pesquisa são publicados em revistas de renome como “Reports on Progress in Physics” e “Advanced Energy Materials” para fornecer novos insights à comunidade científica.

A colaboração interdisciplinar é uma parte essencial deste progresso. No âmbito do grupo de investigação da DFG “Fotovoltaica orgânica impressa e estável com aceitadores de não fulereno – POPULAR”, especialistas de diversas universidades alemãs e britânicas têm trabalhado em projetos que são financiados com cerca de cinco milhões de euros. O objetivo deste grupo é melhorar e otimizar células solares orgânicas para produção em massa.

O papel das células solares orgânicas

As células solares orgânicas, que consistem em produtos químicos orgânicos uniformes, particularmente compostos de hidrocarbonetos como os plásticos, oferecem diversas vantagens em relação às tecnologias convencionais. Em agosto de 2018, sua eficiência era de 17,3%, inferior à das células solares inorgânicas, mas se destaca pelos processos de fabricação versáteis e econômicos. As primeiras células solares orgânicas foram desenvolvidas por Ching W. Tang em 1985 e ainda contam com polímeros conjugados e fulerenos em suas camadas.

Um dos principais desafios é a lentidão do movimento dos transportadores de carga. Estes problemas podem ser contornados através da utilização de um sistema doador-aceitador que permita uma transferência rápida de encargos. A camada ativa dessas células é depositada em um eletrodo transparente e condutor que maximiza a absorção de luz, enquanto um eletrodo metálico coleta os portadores de carga coletados no outro lado da camada.

Inovações e desafios

Além da pesquisa na Universidade de Tecnologia de Chemnitz, instituições como esta estão buscando Instituto Fraunhofer de Sistemas de Energia Solar abordagens inovadoras para a produção de células solares orgânicas. Eles estão trabalhando em materiais mais baratos e ecológicos, acessíveis para uso comercial. O desenvolvimento de células transparentes, leves e flexíveis poderia abrir campos de aplicação inovadores, por exemplo como soluções integradas em sistemas de janelas ou películas de proteção agrícola que oferecem proteção e contribuem para a geração de energia.

Embora a energia fotovoltaica orgânica tenha registado progressos nos últimos anos, a estabilidade a longo prazo continua a ser um dos principais obstáculos ao seu avanço comercial. Empresas como a Heliatek foram fundadas para trazer estas tecnologias para a produção em massa, mas ainda são necessários desenvolvimentos para otimizar a vida útil e a eficiência destas células à luz solar. A criação de um ambiente de mercado estável para células solares orgânicas requer não apenas melhorias tecnológicas, mas também estratégias económicas para reduzir custos.

Os desenvolvimentos atuais mostram que a vivacidade e o espírito inovador no campo da energia solar orgânica estão a tornar-se cada vez mais importantes. Projetos de pesquisa e empresas estão se esforçando para superar os desafios e assim perceber as vantagens desta tecnologia para uma aplicação mais ampla.