Pesquisadores de Singapura desenvolvem células solares transparentes para gerar energia em janelas e fachadas

Pesquisadores da NTU Singapura desenvolveram células solares transparentes capazes de converter janelas, fachadas de vidro e telhados de veículos em superfícies geradoras de eletricidade. A tecnologia, detalhada na publicação *ACS Energy Letters*, utiliza células de perovskita ultrafinas que podem ser integradas a vidros e dispositivos eletrônicos sem alterar a estética ou a visibilidade dos materiais.

O projeto, coordenado pela professora associada Annalisa Bruno, das escolas de Ciências Físicas e Matemáticas e de Ciência e Engenharia de Materiais da instituição, resultou em dispositivos com espessura cerca de 10 mil vezes menor que a de um fio de cabelo humano. A inovação reside em uma camada absorvente de perovskita de apenas alguns nanômetros; os cientistas fabricaram camadas de até 10 nanômetros, enquanto um fio de cabelo costuma medir entre 80 mil e 100 mil nanômetros. Essa configuração torna as células aproximadamente 50 vezes mais finas que as versões convencionais de perovskita.

A fabricação ocorre via evaporação térmica, processo industrial em que materiais são aquecidos em câmaras de vácuo até evaporarem e serem depositados como películas finas sobre a superfície. Esse método dispensa o uso de solventes tóxicos e garante maior uniformidade em grandes áreas, permitindo o controle rigoroso da espessura.

Em termos de desempenho, as células opacas apresentaram eficiências de conversão de 7%, 11% e 12% para camadas de 10, 30 e 60 nanômetros, respectivamente. Já a versão semitransparente, com 60 nanômetros, registrou eficiência de 7,6% e permitiu a passagem de 41% da luz visível. Embora esses índices sejam inferiores aos 20% de eficiência dos painéis modernos, o objetivo é viabilizar a captação de energia em locais onde painéis convencionais seriam pesados, opacos ou inviáveis, como em óculos inteligentes e fachadas urbanas.

A aplicação é estratégica para centros urbanos densos, onde a área de telhados é insuficiente para a demanda energética. A NTU Singapura projeta que, se a tecnologia for escalada, um edifício de vidro de grande porte poderia gerar centenas de megawatts anuais, a depender da sua área útil e orientação. Annalisa Bruno ressalta que a urgência de tais soluções se deve ao fato de o ambiente construído responder por cerca de 40% do consumo global de energia, sendo possível ajustar as células para absorver comprimentos de onda específicos sem comprometer a transparência.

Apesar do potencial, a transição para o mercado depende da superação de obstáculos técnicos. O professor Sam Stranks, da University of Cambridge, indica que as próximas etapas críticas envolvem a durabilidade, a estabilidade a longo prazo e o desempenho em escalas maiores, especialmente a resistência das perovskitas ao calor, oxigênio, umidade e radiação ultravioleta.

O avanço já possui uma patente registrada via NTUitive, braço de inovação da universidade. Atualmente, a equipe mantém contato com empresas para a padronização do processo de fabricação e trabalha no aprimoramento da vida útil das células antes de sua implementação massiva em superfícies cotidianas.