Voltar em agosto de 2014, pesquisadores da Michigan State University criaram um concentrador solar totalmente transparente, que poderia transformar qualquer janela ou folha de vidro (como a tela do seu smartphone) em uma célula solar fotovoltaica. Ao contrário de outras células solares “transparentes” que relatamos no passado, este é realmente transparente, como você pode ver nas fotos ao longo desta história. De acordo com Richard Lunt, que liderou a pesquisa na época, a equipe estava confiante que os painéis solares transparentes podem ser implantados eficientemente em uma ampla gama de configurações, desde “edifícios altos com muitas janelas ou qualquer tipo de dispositivo móvel que exija alta qualidade estética como um telefone ou e-reader”
Now Ubiquitous Energy, uma inicialização do MIT que relatamos pela primeira vez em 2013, está se aproximando de trazer seus painéis solares transparentes para o mercado. Lunt cofundou a empresa e continua professor assistente de engenharia química e ciência dos materiais na Michigan State University. Essencialmente, o que eles estão fazendo é, em vez de encolher os componentes, eles estão mudando a maneira como a célula absorve a luz. A célula colhe seletivamente a parte do espectro solar que não podemos ver com o olho, enquanto deixa passar a luz visível regular.
Cientificamente, um painel solar transparente é algo como um oximoro. As células solares, especificamente do tipo fotovoltaico, produzem energia absorvendo fótons (luz solar) e convertendo-os em elétrons (eletricidade). Se um material é transparente, porém, por definição significa que toda a luz passa através do meio para atingir a parte de trás do olho. É por isso que as células solares transparentes anteriores só foram, na verdade, parcialmente transparentes – e, para acrescentar insulto a ferimentos, elas geralmente também lançam uma sombra colorida.
Os sais orgânicos absorvem UV e infravermelhos, e emitem infravermelhos – processos que ocorrem fora do espectro visível, de modo a parecerem transparentes.
Para contornar esta limitação, os pesquisadores do estado de Michigan usam uma técnica ligeiramente diferente para recolher a luz solar. Em vez de tentarem criar uma célula fotovoltaica transparente (o que é quase impossível), eles usam um concentrador solar luminescente transparente (TLSC). O TLSC consiste em sais orgânicos que absorvem comprimentos de onda específicos não visíveis de luz ultravioleta e infravermelha, que depois luminescem (brilham) como outro comprimento de onda de luz infravermelha (também não visível). Esta luz infravermelha emitida é guiada para a borda do plástico, onde tiras finas de células solares fotovoltaicas convencionais a convertem em electricidade.
Se você olhar de perto, você pode ver um par de tiras pretas ao longo das bordas do bloco de plástico. Caso contrário, porém, a matéria orgânica ativa – e portanto a maior parte do painel solar – é altamente transparente. (Leia: A fissão solar singlet dobra as leis da física para aumentar a eficiência da energia solar em 30%.)
O protótipo TLSC atualmente tem uma eficiência de cerca de 1%, mas eles pensam que 10& deve ser possível quando a produção começar. Os concentradores luminescentes não-transparentes (que banham a sala em luz colorida) não devem ultrapassar os 7%. Por si só estes não são números enormes, mas numa escala maior – cada janela de uma casa ou bloco de escritórios – os números rapidamente se somam. E embora provavelmente não estejamos falando de uma tecnologia que possa manter seu smartphone ou tablet funcionando indefinidamente, substituir a tela do seu dispositivo por um TLSC poderia lhe colocar em rede mais alguns minutos ou horas de uso em uma única carga de bateria.
“Ele abre uma grande área para implantar energia solar de uma forma não intrusiva”, disse Lunt em uma entrevista ao blog Today do estado de Michigan. “Ele pode ser usado em prédios altos com muitas janelas ou qualquer tipo de dispositivo móvel que exija alta qualidade estética como um telefone ou leitor eletrônico”. Por fim, queremos fazer superfícies de colheita solar que você nem sabe que estão lá”
Os pesquisadores – e a Ubiquitous Energy – estão confiantes de que a tecnologia pode ser escalada desde grandes aplicações industriais e comerciais, até dispositivos de consumo, mantendo-se acessível. Até agora, uma das maiores barreiras à adoção da energia solar em larga escala é a natureza intrusiva e feia dos painéis solares – obviamente, se pudermos produzir grandes quantidades de energia solar a partir de folhas de vidro e plástico que parecem folhas de vidro e plástico normais, então isso seria incrível.
Para mais, leia Como funcionam as células solares?
Sebastian Anthony escreveu a versão original deste artigo. Desde então foi atualizada com novas informações.