Um pigmento de tomate pode ser a chave para aumentar a eficiência dos painéis solares

Jun 09, 2023

JONGHO SHIN/iStock

Uma das principais desvantagens da energia solar reside na eficiência variável dos painéis solares.

Os termos “eficiência do painel solar” e “eficiência da célula solar” referem-se à quantidade de luz solar que cada tecnologia fotovoltaica pode transformar em energia utilizável.

Normalmente, a eficiência das células solares varia de 15% a 22%, dependendo da localização, do clima e de outras condições naturais, e do tipo de sistema de energia solar utilizado.

Wikimedia Commons/Mark Buckawicki

Nos últimos anos, porém, os avanços necessários na tecnologia fotovoltaica ajudaram a aumentar esses números.

Em 2022, uma das descobertas mais incríveis neste campo é creditada a uma equipa de investigadores chineses que descobriu que o licopeno, o pigmento que torna os tomates vermelhos, aumenta a eficiência das células solares à base de perovskita de 20,57% para 23,62%.

Fique à frente de seus pares em tecnologia e engenharia - The Blueprint

Alguns tipos de painéis solares têm melhor desempenho que outros.

Atualmente, a maioria dos painéis solares comerciais (cerca de 90 por cento) são à base de silício porque é uma opção relativamente económica, pois duram até 25 anos e não requerem muita manutenção.

Mas raramente excedem as taxas de eficiência de 20-25%.

Existem vários tipos de painéis solares à base de silício:

Painéis solares de silício amorfo. Uma das alternativas mais baratas do mercado, esse tipo de painel solar contém filmes finos de uma forma não cristalina de silício chamada silício amorfo (a-Si), que funciona como material semicondutor. A eficiência das células solares é de aproximadamente 6% a 13%.

Painéis solares de silício policristalino.Esses painéis solares contêm fragmentos de uma forma policristalina de silício de alta pureza, derretidos em fatias finas que formam as células solares.

Wikimedia Commons/Foto de Mariojan

Esses painéis solares à base de silício têm muitos cristais, dificultando a movimentação dos elétrons através deles. Portanto, a taxa de eficiência desse tipo de painel solar é geralmente em torno de 13% a 16%.

Painéis solares de silício monocristalino. Feitos de silício monocristalino puro organizado em wafers, esses painéis solares têm uma cor preta escura e uma taxa de eficiência de aproximadamente 17% a 24%. No entanto, a sua fabricação pode ser complexa e cara.

Sociedade Americana de Energia Solar

Depois, temos painéis solares de perovskita, feitos de compostos estruturados de perovskita como camada absorvente de luz. São compostos baseados na estrutura cristalina do titanato de cálcio, que permite a incorporação de diferentes cátions (íons com carga positiva).

Os painéis solares de perovskita feitos com perovskitas de haleto de chumbo são de baixo custo e mais eficientes do que os painéis solares à base de silício (a taxa de eficiência é de cerca de 25%). No entanto, eles são facilmente degradados pela umidade, calor, luz e outros fatores.

Wikimedia Commons/Stanford ENERGY, Mark Shwartz

Devido à sua curta vida útil, estes painéis solares não são atualmente competitivos no mercado. Mesmo assim, suas demais características são promissoras e os cientistas não desistiram de buscar novas formas de aumentar a estabilidade, durabilidade e eficiência dos painéis.

É aqui que entra o licopeno, o “pigmento do tomate”.

O licopeno é um antioxidante natural. Como tal, inibe a oxidação, a reação química responsável pelos radicais livres.

Os radicais livres são íons, átomos ou moléculas com um número ímpar de elétrons. Isso os torna instáveis ​​e podem ativar reações que alteram o DNA, produzindo danos celulares em organismos vivos.

O licopeno liga-se aos radicais livres gerados pela radiação ultravioleta do Sol, tornando-os mais estáveis. Dessa forma, o pigmento protege o tomate e outras frutas vermelhas dos raios ultravioleta, reduzindo os danos às células do tecido da pele.

Wikimedia Commons/Jeff Dahl

Sabendo disto, os investigadores chineses levantaram a hipótese de que o licopeno poderia reduzir a degradação dos painéis solares de perovskita produzidos pelos raios UV, aumentando a sua durabilidade.