24/05/21 | São Paulo
Reportagem publicada no CanalTech
A empresa polonesa Saule Technologies inaugurou a primeira fábrica do mundo capaz de produzir painéis solares de perovskita em escala industrial. A perovskita é um mineral de óxido de cálcio e titânio, que possui propriedades fotovoltaicas superiores às encontradas nas células de silício convencionais. Ela foi descoberta nos Montes Urais da Rússia por Gustav Rose em 1839 e seu nome é uma homenagem ao mineralogista russo Lev Perovski.
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O método patenteado pela empresa utiliza folhas feitas à base de perovskita impressas em uma impressora jato de tinta, para produzir painéis mais leves, flexíveis e que podem ser fixados em qualquer tipo de superfície, inclusive em ambientes internos, para gerar eletricidade.
Ao contrário dos painéis de silício que precisam ser fabricados com temperaturas próximas dos 2.700 graus Celsius, os painéis de perovskita podem ser feitos em temperatura ambiente, reduzindo os custos de produção. “Estamos aumentando a escala, indo do laboratório à linha de produção depois de anos de pesquisa e aperfeiçoamento”, diz a fundadora da empresa Olga Malinkiewicz.
Material revolucionário
Estudos feitos por pesquisadores da Universidade Brown, nos EUA, e do Light Institute of Technology (LIT), na Alemanha, mostram que painéis solares feitos com camadas de perovskita podem ser menores, sem perder o desempenho fotovoltaico. Os filmes de perovskita são quatrocentas vezes mais finos do que as películas de silício, podendo ser impressos em folhas maleáveis e de qualquer tamanho.
Sistema de impressão de folhas de perovskita do LIT, na Alemanha (Imagem: Reprodução/LIT)
A perovskita é um material supercondutor, que conduz eletricidade sem nenhuma resistência quando atinge uma temperatura muito baixa, conhecida como temperatura crítica. Ela também possui outras propriedades como ferroeletricidade, ordenação de carga e a interação de propriedades estruturais magnéticas.
Perovskita (Imagem: Wikipedia Commons/Robert Lavinsky)
Em 2016, a Unicamp foi a primeira instituição a produzir células solares de perovskita no Brasil. Nos estudos feitos no laboratório de química da Universidade, os pesquisadores conseguiram uma eficiência energética de 13%, bem perto dos 15% das células de silício usadas nos painéis solares comuns. Apesar do uso comercial ter se intensificado nos últimos anos com o avanço das pesquisas ao redor do mundo, o material vem sendo estudado pelos cientistas desde 1960 como uma alternativa mais barata que o silício.
Célula solar de perovskita testada na Unicamp (Imagem: Reprodução/Unicamp)
Apesar dos benefícios, as células de perovskita possuíam problemas de durabilidade reduzida e instabilidade maior, principalmente quando instaladas em ambientes úmidos. Os pesquisadores parecem ter encontrado uma solução para essas deficiências, utilizando colas moleculares e uma técnica conhecida como cristalização assistida por vapor. Ambas são capazes de minimizar danos como rachaduras na interface e aumentar o tempo de vida útil das células de perovskita.
Primeiras impressões
As folhas de perovskita impressas com o sistema desenvolvido pela Saule Technologies contornam os problemas de durabilidade utilizando nanotecnologia durante os processos de fabricação. Polímeros especiais deixam as películas tão finas quanto uma folha de papel e com resistência suficiente para serem instaladas ao ar livre, podendo ser expostas a qualquer tipo de variação climática.
Folhas de perovskita impressas em impressoras jato de tinta (Imagem: Reprodução/Saule Technologies)
Impressoras operadas por braços robóticos são capazes de imprimir células solares semitransparentes, leves e do tamanho de uma folha A4. Como podem ser impressas em temperatura ambiente, os custos de produção são consideravelmente mais baixos do que os da fabricação de painéis convencionais.
Células de perovskita usadas em projetos de mobilidade urbana (Imagem: Reprodução/Saule Technologies)
A fábrica que fica na cidade de Wroclaw, no sul da Polônia, tem uma capacidade de produção de 40 mil metros quadrados de folhas de perovskita por ano. Essas células solares podem ser usadas na construção de prédios inteligentes, na substituição de sistemas antigos que utilizam placas de silício, em dispositivos menores integrados com a Internet das Coisas e em projetos de mobilidade urbana, que precisem de energia limpa e renovável.
