Meio ambiente

Nanotecnologia dá uma cor verde a uma energia verde

Redação do Site Inovação Tecnológica -  25/08/2017

À direita, esquema das matrizes de nanoestruturas de silício integradas no painel solar comum, dando-lhe a cor verde (esquerda). [Imagem: Neder et al. - 10.1063/1.4986796]

Painéis solares coloridos

Estamos um passo mais perto de podermos comprar painéis solares eficientes e coloridos.

Os arquitetos e planejadores das cidades podem ficar mais abertos à tecnologia se puderem, por exemplo, instalar painéis solares verdes que se mesclem na paisagem, enquanto os proprietários das casas podem preferir painéis da cor das telhas para os telhados ou da cor das paredes para as laterais.

Uma nova técnica permite incorporar aos painéis solares atuais padrões de ranhuras em nanoescala que interagem com a luz, fazendo-os refletir a luz de forma controlada em diversos comprimentos de onda - em diversas cores -, mudando assim a cor dos painéis, tradicionalmente azuis.

Os protótipos apresentam uma cor verde quando vistos de quase todos os ângulos, e a mudança de cor se faz ao custo de uma redução de potência de apenas 10%, devido à perda da luz absorvida pelos nanopadrões. De fato, já existem painéis solares coloridos no mercado, mas os corantes e os revestimentos reflexivos que lhes dão a cor reduzem sua eficiência em uma escala muito maior.

"Algumas pessoas podem dizer 'Por que você tornaria as células solares menos eficientes?'. Mas podemos fazer células solares lindas sem perder muita eficiência," justifica a pesquisadora Verena Neder, da Universidade de Amsterdã, na Holanda. "O novo método para mudar a cor dos painéis não é apenas fácil de aplicar, mas também atraente como um elemento de design arquitetônico e tem o potencial de ampliar seu uso."

Carimbo para painéis solares

Os painéis solares verdes foram fabricados através de uma litografia em condições amenas, que funciona de forma parecida com um carimbo de borracha para imprimir uma densa série de nanocilindros de silício sobre a superfície das células solares.

Cada nanocilindro tem cerca de 100 nanômetros de largura e apresenta uma ressonância eletromagnética que dispersa um determinado comprimento de onda da luz - a geometria do nanocilindro determina que cor ele dispersa e pode ser ajustado para mudar a cor da célula solar.

"Em princípio, esta técnica é facilmente escalonável para as tecnologias de fabricação industrial," disse o professor Albert Polman. "Você pode usar um carimbo de borracha do tamanho de um painel solar que, em um único passo, pode imprimir todo o painel com essas nanopartículas pequenas e exatamente definidas."

Ao contrário dos painéis solares coloridos existentes, o nanopadrão dá uma aparência consistente de diferentes ângulos. "A estrutura que criamos não é muito sensível ao ângulo de observação, então, mesmo que você olhe para ele de um ângulo grande, ele ainda parece verde," disse Neder.

Bibliografia:

Efficient colored silicon solar modules using integrated resonant dielectric nanoscatterers
Verena Neder, Stefan L. Luxembourg, Albert Polman
Applied Physics Letters
Vol.: 111, 073902
DOI: 10.1063/1.4986796