Embora tenham atraído muita atenção durante a última década, a proliferação comercial de células solares de polímeros orgânicos estagnou devido ao fato de que se fazem con materiais caros e a problemas de longevidade porque apresentam menor eficiência de conversão de energia em comparação com as células solares inorgânicas. No entanto, a leveza, a transparência, a flexibilidade e a possibilidade de produzi-los em formato de rolo sugerem que poderiam encontrar novos nichos de mercado.
Embora seja improvável que esta tecnologia emergente substitua as células solares inorgânicas tradicionais, um novo estudo de pesquisa intitulado «células solares de polímero: P3HT: PCBM e além» aponta para uma série de aplicações adicionais de polímeros orgânicos e analisa os últimos avanços e os desafios que apresenta no campo.
«Os polímeros orgânicos são flexíveis porque são basicamente de plástico, para que você possa colocá-los em mochilas, casacos e até mesmo recipientes de creme de café, uma gama completa de produtos que ainda não foram explorados», disse Paul Berger, da Universidade Estadual de Ohio, um dos autores do relatório publicado no Journal of Renewable and Sustainable Energy. «É um modelo de negócio disruptivo».
Os polímeros orgânicos podem absorver a luz e convertê-lo em eletricidade, evitando linhas de transmissão de alta tensão, para que possam fornecer eletricidade para dispositivos que de outra forma exigiriam baterias tóxicas.
Por exemplo, polímeros orgânicos podem ser usados em invólucros de alimentos para mantê-los frescos usando a luz aérea dos supermercados. Além disso, eles poderiam ser usados em «cozinhas inteligentes» para reduzir o desperdício de alimentos e automatizar listas de compras.
Os polímeros podem ser dissolvidos em solventes e impressos em um suporte flexível usando uma produção de rolo, o que torna esta tecnologia especialmente atraente.
Os rolos longos de células solares também permitem outras aplicações inovadoras, como a cobertura de veículos ou a cobertura de fachadas de edifícios e janelas. No entanto, de acordo com a Berger, os polímeros orgânicos requerem algumas matérias-primas caras, como óxido de índio e óxido de índio e fullerenos, que se mostraram difíceis de substituir, o que pode limitar sua acessibilidade a curto prazo.
A longevidade é outro problema que afeta a tecnologia de polímeros orgânicos, porque os polímeros e os cátodos metálicos reativos são oxidados quando expostos à água e ao oxigênio. Os polímeros orgânicos podem ser encapsulados e, portanto, proteger da degradação rápida, mas enquanto esse processo pode ser muito eficaz no vidro, é mais desafiador em superfícies flexíveis.
No laboratório, a eficiência dos polímeros orgânicos atinge aproximadamente 13%, o que está bem abaixo da eficiência de 20% dos painéis solares comerciais. Polímeros orgânicos que utilizam P3HT: polímeros PCBM, introduzidos em 2002, produzem uma eficiência de cerca de 3,5%. No entanto, os recentes avanços em química, geometria e desenvolvimento de células solares em tandem que acumulam múltiplas camadas tornaram possível esta maior eficiência.
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