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Produção de células solares para impressão: uma nova revolução solar

Produção de células solares para impressão: uma nova revolução solar


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[Fonte da imagem: Universidade de Melbourne]

Células solares finas e flexíveis que podem ser impressas podem oferecer ao mundo uma redução ainda maior nos custos de energia solar e ter uma série de outros benefícios, como ser muito mais fácil de transportar do que os painéis solares convencionais, particularmente no que diz respeito a projetos de energia solar em locais remotos. A eficiência desses materiais mais flexíveis também está melhorando, passando de cerca de 3% para 20% de eficiência em apenas alguns anos.

A eletrônica impressa apareceu pela primeira vez em 1903 com a patente de "fio impresso" de Albert Hanson, no entanto, foi a tecnologia de rádio que subsequentemente dominou a indústria de eletrônicos impressos até que as impressoras a jato de tinta foram desenvolvidas em tempos mais recentes. A indústria de eletrônicos tem privilegiado cada vez mais a impressão a jato de tinta por seu baixo custo e flexibilidade e um dos principais produtos desse processo tem sido a célula solar imprimível, a primeira delas surgida em 2008, produzida pela Konarka. Isso foi seguido em 2011 pela Oregon State University, que usou o processo para produzir células solares de seleneto de cobre, índio e gálio (CIGS) e também pelo Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), que criou uma célula solar no papel. Em geral, porém, o uso da impressão a jato de tinta para impressão de células solares ainda é um processo muito novo e em desenvolvimento e, portanto, ainda está em fase de pesquisa.

Na Austrália, a Organização de Pesquisa Científica e Industrial da Commonwealth (CSIRO) está desenvolvendo uma gama de novos materiais e processos a fim de produzir células solares finas e flexíveis com base em "tintas solares" imprimíveis. As tintas são depositadas em filmes plásticos flexíveis usando processos como revestimento por spray, gravura reversa, revestimento por slot e serigrafia. Outros processos sendo desenvolvidos pela CSIRO, incluindo células fotovoltaicas orgânicas (OPV) e células solares sensibilizadas por corante (DSSC) também oferecem maior flexibilidade e acessibilidade, permitindo que os painéis solares sejam integrados em janelas, móveis de janela, telhados e também, potencialmente, embalagens de consumo. Além de tornar a energia solar mais acessível, esses materiais solares de baixo custo e peso leve também podem suprir as necessidades de energia de comunidades em áreas remotas e em países em desenvolvimento.

A pesquisa e o desenvolvimento desses tipos de materiais foram realizados pelo Victorian Organic Solar Cell (VICOSC) Consortium, uma colaboração de pesquisa entre CSIRO, Monash University, University of Melbourne, BlueScope Steel, Innovia Films, Innovia Security e Robert Bosch SEA. O trabalho é apoiado por fundos do Governo do Estado de Victorian e do Governo Australiano por meio da Australian Renewable Energy Agency (ARENA). No futuro, essas operações permitirão que novos materiais orgânicos e células solares sejam incorporados em dispositivos de pequena escala com eficiências de conversão de cerca de 9 por cento.

Esses projetos CSIRO estão atualmente sendo desenvolvidos apenas como operações em escala piloto, envolvendo linhas de impressão rolo a rolo que fabricaram com sucesso módulos solares em tamanhos que variam de 10 cm por 10 cm até o tamanho A3.

Outras empresas atualmente envolvidas na produção de células solares para impressão incluem Eight19 e Kyung-In Synthetic.

“Eu testemunhei em primeira mão como a tecnologia permitiu que comunidades urbanas pobres na Índia tivessem acesso à eletricidade fora da rede”, disse Scott Watkins da empresa coreana Kyung-In Synthetic, uma empresa especializada na fabricação e desenvolvimento de corantes, tintas finas produtos químicos e outros materiais semelhantes. “Seu sucesso se deve à sua economia e simplicidade. Um filme de célula solar de 10 × 10 cm é suficiente para gerar até 10-50 watts por metro quadrado. ”

No entanto, há uma série de desafios que precisam ser superados antes que a revolução da célula solar para impressão seja capaz de avançar ainda mais. As impressoras industriais necessárias para produzir essas células são caras, exigindo um investimento de capital significativo. Além disso, os painéis impressos podem ser vulneráveis ​​à umidade e, se quebrados, podem causar contaminação por chumbo. Por esse motivo, a Kyung-In Synthetic e outras empresas estão testando novos revestimentos para as células a fim de resolver esses problemas, enquanto o capital inicial pode ser gerado por projetos comunitários e cooperativas.


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