Aplicar células fotovoltaicas – capazes de transformar energia solar em elétrica – diretamente em papel ou tecido, de um modo simples e rápido, é o objetivo de uma pesquisa conduzida no Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), nos Estados Unidos. A tecnologia já resultou em diversos protótipos, cujo formato lembra o de um documento produzido em uma impressora comum do tipo jato de tinta. A diferença é que no lugar de palavras e números são impressos pela superfície retângulos coloridos. Ao ligar fios nos retângulos e direcionar luz ao papel, imediatamente um dispositivo eletrônico começa a funcionar, como se vê no vídeo divulgado pelo grupo responsável pelo estudo.
A novidade é resultado do trabalho do grupo coordenado no MIT pelos professores Karen Gleason, de engenharia química, e Vladimir Bulović, de engenharia elétrica. Detalhes da tecnologia foram publicados no dia 8 de julho no site da revista Advanced Materials.
Os cientistas afirmam que a nova técnica representa um grande avanço em comparação com sistemas usados atualmente para produzir células solares, os quais dependem de expor os substratos (geralmente vidro) a condições – como altas temperaturas – ou líquidos que podem muitas vezes danificar as próprias células.
O novo processo se baseia no uso de vapor – e não de líquidos – e em temperaturas abaixo de 120 ºC. Nessas condições, é possível empregar materiais como papéis não tratados, tecidos ou plástico como substratos para imprimir as células.
Diferentemente de imprimir documentos, a tecnologia precisa de cinco camadas de materiais, que são depositadas em papel, por exemplo, em etapas sucessivas, por meio do uso de uma máscara (também feita de papel) para formar os padrões das células na superfície. O processo é feito em uma câmara a vácuo, para evitar a contaminação por poeira ou outras impurezas.
A folha fotoelétrica, além de ser impressa facilmente e com baixo custo, de acordo com os pesquisadores, pode ser dobrada e guardada no bolso. Depois, ao ser desdobrada, volta a funcionar normalmente, convertendo energia luminosa em elétrica.
Em alguns casos, nem precisa desdobrar, como no avião de papel feito pelos pesquisadores, cujas células funcionam durante o voo. No artigo, os autores descrevem a impressão de células fotovoltaicas em uma folha de plástico PET, que foi posteriormente dobrado e desdobrado 1 mil vezes sem perda significativa de seu rendimento na conversão de energia.
“Demostramos que se trata de uma tecnologia robusta. Estimamos que poderemos fabricar em escala células solares capazes de atingir performances recordes em relação à produção de watts por quilo. Isso abre um grande número de possíveis aplicações”, disse Bulović, apontando para o potencial de produção de placas solares mais leves, um grande problema das atuais.
O artigo Direct Monolithic Integration of Organic Photovoltaic Circuits on Unmodified Paper (doi:10.1002/adma.201101263), de Karen K. Gleason e outros, pode ser lido por assinantes da Advanced Materials em http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201101263/abstract.
Agência FAPESP
