A produção de células solares cada vez mais finas e leves é um dos principais objetivos dos pesquisadores na área, pois são mais fáceis de transportar e instalar, o que pode reduzir os custos de instalação e tornar a energia solar mais acessível para um público mais amplo. No entanto, a fragilidade dessas células pode torná-las difíceis de manusear e implantar. Nesse sentido, a utilização de materiais leves se apresenta como uma solução ideal, pois proporciona uma maior resistência mecânica e flexibilidade com pouco peso adicional.
A equipe de engenharia do MIT divulgou, no início de abril deste ano, que desenvolveu células solares tão finas e resistentes que podem ser coladas em tecidos leves, tornando-as ideais para uso em movimento ou em locais remotos. O Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) é uma das universidades de pesquisa mais renomadas do mundo, localizada em Cambridge, Massachusetts, nos Estados Unidos. Fundada em 1861, é conhecida por sua excelência acadêmica nas áreas de ciência, tecnologia, engenharia e matemática e possui uma longa história de inovação e empreendedorismo. As células solares ultraleves desenvolvidas no MIT podem transformar qualquer superfície em uma fonte de energia renovável -elas são cem vezes mais leves que os módulos solares convencionais e podem gerar até dezoito vezes mais energia por quilo. As células são feitas de tintas semicondutoras e podem ser fabricadas utilizando processos de impressão 3D, que podem ser dimensionados para fabricação em larga escala.
Uma das principais vantagens dessas células solares ultraleves é sua capacidade de serem laminadas em muitas superfícies diferentes. Isso significa que podem ser integradas em velas de barco, tendas e lonas usadas em operações de recuperação de desastres, e até mesmo nas asas de drones para estender o alcance de voo. Essa tecnologia solar ultraleve pode ser facilmente integrada em ambientes construídos, com instalação mínima necessária. As células solares ultraleves também são duráveis, flexíveis e podem ser enroladas e desenroladas várias vezes sem perder sua capacidade de geração de energia.
Superando limitações: Como o MIT Encontrou o Tecido Fotovoltaico Ultraleve Ideal
A produção de células solares por meio de nanomateriais é uma abordagem inovadora e, para isso, eles usam tintas eletrônicas imprimíveis em uma sala limpa especializada, o MIT. nano. A técnica envolve a deposição de camadas de materiais eletrônicos em um substrato liberável, com o auxílio de um revestidor de matriz de fenda. Em seguida, a serigrafia é utilizada para depositar um eletrodo na estrutura, completando o módulo solar. Esse processo resulta em um dispositivo ultraleve, com cerca de 15 mícrons de espessura.
No entanto, esses módulos solares ultrafinos são delicados e podem se rasgar facilmente, o que torna sua implantação um desafio. Para superar essa limitação, a equipe do MIT encontrou uma solução ao utilizar tecidos como substrato para aderir as células solares: os pesquisadores descobriram um material ideal, o Dyneema, um tecido composto extremamente leve e resistente, que pesa apenas 13 gramas por metro quadrado. Ao adicionar uma fina camada de cola curável por UV – um tipo de adesivo que se solidifica quando exposto a luz ultravioleta – os pesquisadores conseguiram aderir os módulos solares ao tecido, criando uma estrutura robusta e flexível ao mesmo tempo.
A nova tecnologia pode gerar 730 watts de potência por quilo quando independente, e cerca de 370 watts por quilo quando implantado no tecido Dyneema de alta resistência, o que é aproximadamente 18 vezes mais potência por quilograma do que as células solares convencionais. O tecido fotovoltaico também mostrou alta durabilidade, mantendo mais de 90% de suas capacidades iniciais de geração de energia, mesmo depois de ser enrolado e desenrolado mais de 500 vezes. No entanto, para proteger as células solares do ambiente, elas precisariam ser envoltas em um material ultrafino para manter a flexibilidade e leveza das células solares. A equipe agora trabalha para remover o máximo possível de material não ativo solar e simplificar o processo de fabricação para acelerar a tradução dessa tecnologia para o mercado. A pesquisa é financiada pela Eni SpA, pela Iniciativa de Energia do MIT, pela Fundação Nacional de Ciências dos EUA e pelo Conselho de Pesquisa em Ciências Naturais e Engenharia do Canadá.
Embora essa tecnologia seja promissora, ainda há desafios a serem superados. A equipe do MIT ainda está trabalhando para encontrar o material certo para envolver o produto, a fim de evitar a exposição à umidade natural e ao oxigênio no ar, que pode resultar em uma rápida queda nas capacidades das células solares.
Uma vez que esses desafios sejam superados, as células solares ultraleves do MIT têm o potencial de revolucionar a maneira como pensamos sobre a geração de energia renovável. Com seu peso ultraleve, flexibilidade e capacidade de serem laminadas em várias superfícies, essas células solares podem ser facilmente integradas em muitos aspectos de nossa vida cotidiana, oferecendo uma fonte de energia renovável que é sustentável, portátil e fácil de usar.
