Painéis solares de silício negro começam a ser produzidos

A cor dos painéis solares deve-se ao tipo de silício usado para os revestir. Atualmente vemos os painéis solares com um tom azulado, sendo que dentro em breve isso deixará de acontecer, pois já estão a ser produzidos em série painéis solares de silício negro.

Assim, os painéis solares passarão a ser pretos, tão pretos, que a tecnologia desenvolvida por investigadores da Universidade de Aalto, Finlândia, passou a ser apelidada de “célula solar buraco negro”.

Qual a razão da cor negra nos painéis solares?

O tom preto dos painéis solares não é ao acaso. Essa tonalidade deve-se ao facto de terem uma reflexão da luz que incidem sobre os painéis solares inferior a 1%, sendo que garantem uma eficiência de cerca de 22% na conversão da luz solar em energia. Supera assim os painéis solares com silício tradicional.

Esta tecnologia baseada em silício negro está a revolucionar o mercado. É assim um material com potencial revolucionário, com diversas aplicações. Desde a spintrónica aos mantos de invisibilidade termais.

Célula Solar Fotovoltaica de Silício Negro

O tom mais preto advém das monoestruturas construídas por debaixo da camada de silício, que impedem que a luz escape!

Os painéis solares de silício negro

Os primeiros painéis solares de silício negro já se encontram em funcionamento. O que até há bem pouco tempo era apenas uma curiosidade, é hoje uma realidade.

JÁ ESTÃO A SER FABRICADOS E A ENTRAR NO PROCESSO DE COMERCIALIZAÇÃO.

Como são criados os painéis solares de silício negro?

A partir da criação de uma superfície opticamente perfeita, através de um processo de nanoagulhas no silício, que depois elimina a necessidade de colocar qualquer revestimento antirreflexo. A produção deste tipo de painéis solares não tem sido fácil…

Hele Savin, investigadora descortinou as dificuldades “Estávamos preocupados com que uma estrutura tão frágil não sobrevivesse à produção em série de várias etapas, devido ao manuseamento inadequado por robôs ou na laminação dos módulos”.

Mas felizmente tudo deu certo… sendo que os primeiros protótipos recebidos da fábrica estavam impecáveis, após análise cuidada no laboratório! E o melhor de tudo, é que têm uma eficiência de produção de energia solar acima dos 20%!

Custo dos painéis solares de silício negro?

Apesar de ser caro a fabricar as nanoestruturas, o facto de existirem menos etapas no processo de fabricação dos painéis solares, bem como o excelente desempenho do produto final, irá permitir equilibrar os custos! Assim, espera-se que os painéis solares de silício negro entrem no mercado a preços competitivos com os tradicionais painéis solares!

Novo recorde eficiência célula solar fotovoltaica com mais de 24%

JinkoSolar consegue novo recorde de eficiência de conversão solar com mais de 24%

No seu centro de testes na China, a JinkoSolar conseguiu que uma célula fotovoltaica tivesse o máximo de eficiência de 24,2%!

Os resultados foram obtidos no Centro de Testes de Qualidade de Sistemas de Energia Eólica e Fotovoltaica da Academia Chinesa de Ciências (CAS), sendo que o resultado obtido foi válido para uma célula fotovoltaica TOPCOn, de tipo N de grande área.

Já em 2013 a Fraunhofer ISE tinha dado a conhecer uma célula fotovoltaica TOPCon de tipo N com uma eficiência de 24%. Assim a JinkoSolar ultrapassou esse valor em 0,2%!

Este novo recorde de eficiência na conversão de energia solar foi estabelecido graças à tecnologia de contacto passivo de óxido de túnel numa célula monocristalina de tipo N de alta qualidade com dopagem seletiva e impressão avançada de linhas finas.

Já nos estudos da Fraunhofer ISE se tinha detetado que um obstáculo chave que impediu atingir as eficiências elevadas com as células tipo N era o esquema padrão do contacto traseiro, sendo que os contatos metálicos do lado traseiro são um fator que limita a eficiência!

A JinkoSolar defende que a sua tecnologia de células tipo N foi a chave que abriu um novo caminho para o desenvolvimento de novos produtos comerciais de alta eficiência. Produtos que irão competir com as tecnologias HIT (Heterojunção Com Capa Fina Intrínseca) e Contato Posterior Interdigitado IBC (Interdigitated Back Contact).

Uma nova tecnologia solar pode ser o próximo grande impulso para a energia renovável

Em todo o mundo, um grupo de empresas de Oxford, Inglaterra a Redwood City, Califórnia, está trabalhando para comercializar uma nova tecnologia solar que poderia impulsionar ainda mais a adoção da geração de energia renovável.

No início deste ano, a Oxford PV , uma startup trabalhando em conjunto com a Universidade de Oxford, recebeu US $ 3 milhões do governo do Reino Unido para desenvolver a tecnologia, que usa um novo tipo de material para fabricar células solares. Há dois dias, nos EUA, uma empresa chamada Swift Solar arrecadou US $ 7 milhões para levar a mesma tecnologia ao mercado, de acordo com um documento enviado à Securities and Exchange Commission.

Chamada de célula de perovskita, a nova tecnologia fotovoltaica usa chumbo híbrido orgânico-inorgânico ou material à base de haleto de estanho como camada ativa de coleta de luz. É a primeira nova tecnologia a surgir em anos para oferecer a promessa de maior eficiência na conversão de luz em energia elétrica a um custo menor do que as tecnologias existentes.

“A perovskita nos permitiu repensar o que podemos fazer com os painéis solares baseados em silício que vemos nos telhados hoje”, disse Sam Stranks, o principal consultor científico e um dos co-fundadores da Swift Solar, em um Ted Talk . “Outro aspecto que realmente me empolga: quão barato isso pode ser feito. Essas finas películas cristalinas são produzidas misturando-se dois sais baratos e abundantes para fazer uma tinta que pode ser depositada de muitas maneiras diferentes … Isso significa que os painéis solares de perovskita podem custar menos da metade de suas contrapartes de silício ”.

Inicialmente incorporada em células solares por pesquisadores japoneses em 2009, as células solares de perovskita sofriam de baixa eficiência e não tinham estabilidade para serem amplamente utilizadas na fabricação. Mas nos últimos nove anos, os pesquisadores melhoraram constantemente a estabilidade dos compostos usados ​​e a eficiência gerada por essas células solares.

A Oxford PV, no Reino Unido, está agora trabalhando no desenvolvimento de células solares que poderiam atingir eficiências de conversão de 37% – muito mais altas do que as células solares fotovoltaicas ou fotovoltaicas policristalinas existentes.

Novas químicas para a fabricação de células solares já foram promovidas no passado, mas o custo tem sido um obstáculo ao lançamento comercial, dado o baixo custo dos painéis solares graças, em parte, a um enorme impulso do governo chinês para aumentar a capacidade de produção.

Muitos desses fabricantes acabaram se dobrando, mas os sobreviventes conseguiram manter sua posição dominante na indústria, reduzindo a necessidade de os compradores buscarem novas tecnologias para economia de custo ou eficiência.

Há um risco que essa nova tecnologia também enfrenta, mas a promessa de melhorias radicais em eficiência a custos que são baixos o suficiente para atrair compradores têm os investidores mais uma vez colocando dinheiro atrás de químicas solares alternativas.

A Oxford PV já estabeleceu uma marca de eficiência líder mundial para células baseadas em perovskita, com 27,3%. Isso já é 4% maior do que os painéis de silício monocristalino líderes disponíveis hoje.

“Atualmente, células solares em tandem de perovskita sobre silício de tamanho comercial estão em produção em nossa linha piloto e estamos otimizando equipamentos e processos em preparação para a implantação comercial”, disse Chris CTO da Oxford PV em um comunicado.

Miniaturas de painéis solares embutidas nas roupas podem recarregar seu celular

A Universidade de Nottingham Trent (Nottingham, condado de Nottinghamshire, Inglaterra) desenvolveu uma maneira de incorporar miniaturas de células solares que podem gerar energia. As células são encapsuladas em uma resina que permite que o tecido seja lavado e usado como qualquer outra roupa.

Assim, pequenas células solares do tamanho de pulgas incorporadas em roupas podem permitir que os usuários gerem eletricidade em movimento e carreguem itens como telefones celulares e relógios inteligentes.

Quase invisível

Com apenas três milímetros de comprimento e 1,5 milímetros de largura, as células são quase invisíveis a olho nu e o usuário não consegue senti-las. Para todos os efeitos, as roupas se parecem exatamente com qualquer outra forma de vestuário, apesar de terem a capacidade de gerar eletricidade.

Até 200 células miniaturizadas podem gerar de 2,5 a 10 volts e até 80 miliwatts de energia. O Advanced Textile Research Group da universidade realizou uma prova de conceito de 5 cm por 5 cm de tecido com 200 células. Isto provou ser poderoso o suficiente para carregar um telefone celular.

Segundo a pesquisadora Achala Satharasinghe, que desenvolveu o protótipo:

Essa é uma tecnologia empolgante que pode revolucionar a maneira como pensamos sobre energia solar, roupas e tecnologia vestível. Com a disponibilidade de células solares miniaturizadas, podemos gerar energia em uma variedade de novas formas, usando coisas como roupas, acessórios de moda, tecidos etc. Isso permitirá que os dispositivos móveis sejam carregados de maneira ecologicamente correta, o que é mais conveniente para os consumidores do que nunca.

Jolywood revela novo painel de malha transparente para reduzir o custo nivelado de eletricidade

SUZHOU, China, 12 de novembro de 2018 /PRNewswire/ — A Jolywood (Suzhou) Sunwatt Co. Ltd. (SZ: 300393) (Jolywood), principal fornecedora do mundo de painéis solares e células solares bifaciais de alta eficiência tipo N, lançou seu novo painel de malha transparente, que foi desenvolvido em conjunto com a DuPont China Ltd. e certificado pela TUV Rheinland.

Em uma licitação para criar produtos solares de ponta, a equipe de pesquisa e desenvolvimento da Jolywood desenvolveu um painel de malha transparente que apresenta uma malha reflexiva adicional nas áreas em branco entre as células solares nos módulos. Isso permite à malha aumentar a potência do módulo em até 5-6W, e melhor proteger a camada interna do painel. Além disso, o produto é leve, respirável e com alta transmissão de luz. Essas características fazem do produto um ótimo ajuste como componente para módulos bifaciais. Comparado com o de vidro duplo, o painel de vidro com transparência possui mais vantagens de custo no rendimento do produto, taxa de esmagamento de transporte e instalação, custo de fixação, O&M, etc.

Lin Jianwei, presidente da Jolywood, declarou: “Estamos orgulhosos do grande trabalho que nossa equipe líder mundial tem realizado para desenvolver esse avanço mais recente em tecnologia de painel. A Jolywood possui 10 anos de experiência proporcionando painéis de alta qualidade para o encapsulamento de módulos. Temos empreendido esforços para desenvolver produtos inovadores para a indústria fotovoltaica e continuará a implementar mais produtos a fim de promover a aplicação rápida de módulos bifaciais”.

Além disso, a DuPont China se uniu à Jolywood para desenvolverem produtos FV em conjunto. Wang Wei, gerente geral mundial da DuPont China, declarou que a Jolywood tem sido uma parceira estratégica importante, e ambas as empresas têm trabalhado de perto para desenvolver produtos de painel transparente valiosos e continuarão envidando esforços.

Além dos painéis de malha transparente, a Jolywood também proporciona as células solares bifaciais mono tipo N mais eficientes. A eficiência de conversão de suas células bifaciais TOPcon tipo N excede 22,5%. Com seus painéis recém-lançados, a Jolywood poderá oferecer as soluções mais bem modeladas e cuidadosamente projetadas para clientes como SPIC Xi’an Solar Power Co., Ltd., que tem cooperado com a Jolywood nas células IBC tipo N, planejando ampliar sua colaboração no desenvolvimento de células e painéis.

Sobre a Jolywood

A Jolywood (SZ: 300393) é a líder mundial no desenvolvimento, produção e comercialização de painéis solares fotovoltaicos, células solares bifaciais monocristalinas de alta eficiência do tipo N e módulos bifaciais. Fundada em 2008, a Jolywood (Suzhou) Sunwatt Co. Ltd. (Jolywood Suzhou) é a maior fabricante mundial de painéis fotovoltaicos, com uma capacidade de produção anual de mais de 100 milhões de metros quadrados. A Jolywood (Taizhou) Solar Technology Co. Ltd. (Jolywood Taizhou), uma subsidiária integral da Jolywood Suzhou, foi fundada em 2016 e lidera a indústria solar global com 2,4 GW de capacidade de fabricação de células solares bifaciais tipo N desde 2017.

Células solares impressas em painéis seis vezes maiores

Painel solar de perovskita

Painel solar de perovskita com uma dimensão seis vezes maior do que o recordista anterior. 

[Imagem: Swansea University]

Este é um módulo solar de perovskita do tamanho de uma folha de papel A4 – ele é quase seis vezes maior do que os módulos desse tipo de painel solar já fabricados antes.

O avanço mostra que a tecnologia funciona em uma escala maior do que as inúmeras demonstrações feitas recentemente em laboratório, o que é crucial para incentivar a indústria a adotar essa tecnologia.

Cada uma das inúmeras células individuais que formam o módulo é feita de perovskita, um material de interesse crescente porque pode ser fabricado de forma mais simples e a um custo menor do que as células solares de silício, o material mais usado hoje.

As células solares de perovskita também provaram ser altamente eficientes, com índices para eficiência de conversão de energia – a quantidade de luz que atinge uma célula e é convertida em eletricidade – tão altas quanto 22% em pequenas amostras puras ou até 25,5% em células híbridas.

Célula solar feita por impressão

Esquema das células solares de perovskita, fabricadas por impressão em condições ambiente. 

[Imagem: SPECIFIC/Swansea University]

Todo o processo de fabricação foi realizado em condições ambiente, sem a necessidade de processos de alto vácuo, necessários para a fabricação de silício.

Francesca de Rossi, da Universidade Swansea, no Reino Unido, construiu o painel solar usando um tipo de célula solar de perovskita e carbono (C-PSC: Carbon Perovskite Solar Cell), feita de diferentes camadas – titânia, zircônia e carbono na parte superior -, todas elas aplicadas por um processo de impressão.

Embora sua eficiência seja menor do que outros tipos de células solares de perovskita, as C-PSCs não se degradam tão rapidamente, tendo já provado a operação estável de mais de 1 ano sob iluminação real.

Este painel solar de grandes dimensões apresentou:

• Eficiência de conversão de energia de até 6,3% (PCE) quando avaliada em relação ao padrão “1 sol”, ou seja, luz solar simulada total. Este é um recorde mundial para um dispositivo C-PSC desse tamanho.
• PCE de 11% a 200 lux, aproximadamente equivalente aos níveis de luz em uma sala de estar média.
• PCE de 18% a 1000 lux, o que equivale a níveis de luz num supermercado.

“A chave para o nosso sucesso foi o processo de serigrafia. Nós o otimizamos para evitar defeitos causados pela impressão de áreas tão grandes. O registro preciso das camadas e a padronização da camada de bloqueio ajudaram a melhorar as conexões entre as células, aumentando o desempenho geral.

“Ainda há mais trabalho a ser feito, por exemplo no aumento da área ativa – a porcentagem da superfície do substrato que é realmente usada para produzir energia. Nós já estamos trabalhando nisso,” disse Francesca.

Fonte: Inovação Tecnológica

Célula solar feita com spray chega a 22,4% de eficiência

Uma célula solar construída com a técnica simples de spray capturou mais energia da luz solar do que os painéis solares comerciais.

A célula é fabricada pulverizando uma camada fina de perovskita – um composto barato de chumbo e iodo que vem-se mostrando muito eficiente na captação de energia da luz solar – sobre uma célula solar comercialmente disponível, conhecida como CIGS – iniciais dos elementos que a compõem (cobre, índio, gálio e selênio).

A célula dupla resultante converteu 22,4% da energia recebida do Sol em eletricidade, um recorde na eficiência para uma célula solar in tandem (em série) usando esses materiais. O recorde anterior, estabelecido em 2015 por um grupo no Centro de Pesquisa Thomas Watson, da IBM, foi 10,9%.

A taxa de eficiência alcançada é similar à das células solares de silício policristalino que atualmente dominam o mercado fotovoltaico.

Célula solar em série Esquema e protótipo da célula solar em série. [Imagem: Qifeng Han et al. – 10.1126/science.aat5055]

“Com o nosso projeto de célula solar em série, estamos retirando energia de duas partes distintas do espectro solar sobre a mesma área do dispositivo. Isso aumenta a quantidade de energia gerada pela luz solar em comparação com a camada CIGS sozinha,” disse o professor Yang Yang, da Universidade da Califórnia em Los Angeles.

Rumo ao 30%

A célula CIGS de base, que tem cerca de 2 micrômetros de espessura, absorve a luz solar e gera energia a uma taxa de 18,7% de eficiência. A adição da camada de perovskita de 1 micrômetro de espessura melhora sua eficiência assim como adicionar um turbocompressor a um motor de carro melhora seu desempenho.

As duas camadas são unidas por uma interface em nanoescala que ajuda a elevar a tensão da célula, o que aumenta a quantidade de energia que ela pode exportar. E todo o conjunto fica em um substrato de vidro com cerca de 2 milímetros de espessura.

Yang Yang afirma que células solares que usam o design de duas camadas podem se aproximar de 30% de eficiência na conversão de energia, e seu grupo está trabalhando rumo a esse objetivo.

Outra vantagem é que a técnica de pulverização pode ser incorporada de forma fácil e barata nos processos de fabricação das células solares já existentes.

Nota do autor do blog: Essa tecnologia vem sendo estudada desde 2011 como visto neste artigo

'Células solares num spray é a tecnologia avançando!'

Fonte: Inovação Tecnológica

Célula solar biogênica gera o dobro de energia mesmo com céu nublado

O segredo da biocélula está no licopeno, a mesma substância responsável pela cor do tomate. [Imagem: S. K. Srivastava et al. – 10.1002/smll.201800729]

Célula solar biogênica

Pesquisadores descobriram uma maneira barata e sustentável de construir uma célula solar usando bactérias que convertem luz em energia – uma biocélula solar.

A biocélula gerou uma corrente mais do que o dobro mais forte do que qualquer outro dispositivo desse tipo até agora, e funcionou de forma eficiente tanto sob uma luz equivalente ao brilho do Sol, quanto sob uma penumbra mais forte do que em um dia chuvoso.

Com o desenvolvimento necessário que deverá se seguir, essas células solares – chamadas de “biogênicas”, porque são feitas de organismos vivos – têm potencial para se tornar tão eficientes quanto as células fotovoltaicas usadas nos painéis solares convencionais.

Esforços anteriores para construir células solares biogênicas se concentraram na extração de um corante natural que as bactérias usam para a fotossíntese. É um processo caro e complexo, que envolve solventes tóxicos e pode causar a degradação do corante.

Sarvesh Srivastava, da Universidade da Colúmbia Britânica, no Canadá, decidiu deixar o corante nas bactérias.

Corante coletor de energia

Srivastava modificou geneticamente bactérias E. coli para produzir grandes quantidades de licopeno, um corante que dá aos tomates a sua cor vermelho-alaranjada e é particularmente eficaz na colheita de luz para conversão em energia. As bactérias foram revestidas com um mineral que funciona como um semicondutor e, em seguida, a mistura foi aplicada a uma superfície de vidro.

Com o vidro revestido agindo como um anodo, a célula biogênica alcançou uma densidade de corrente de 0,686 miliamperes por centímetro quadrado – uma grande melhoria em relação aos 0,362 obtidos pela melhor abordagem anterior.

“Nós registramos a mais alta densidade de corrente para uma célula solar biogênica. Esses materiais híbridos que estamos desenvolvendo podem ser fabricados econômica e sustentavelmente e, com uma otimização suficiente, podem funcionar com eficiência comparável às células solares convencionais,” disse o professor Vikramaditya Yadav, coordenador da equipe.

A economia de custos é difícil de estimar, mas Yadav acredita que o processo reduz o custo da produção de corantes para cerca de um décimo em relação aos métodos atuais. O “santo graal” nesse campo, disse ele, seria encontrar um processo que não mate as bactérias, para que elas possam produzir o corante indefinidamente.

Fonte: Inovação Tecnológica

Novo material faz painéis solares gerar o dobro da energia elétrica.

Tornar os painéis solares mais baratos e mais eficientes é um objetivo prioritário, para podermos ter uma fonte de energia para substituir de forma permanente os tradicionais combustíveis fósseis. A investigação tem-se centrado nos materiais,com a perovskita a servir como base na investigação de uma universidade japonesa. Agora, a famosa universidade UCLA usou este material como base para bater o recorde da célula fotovoltaica mais eficiente de sempre.

Um grupo de cientistas da Escola de Engenharia Samueli da UCLA criou uma película que permite às células fotovoltaicas dos painéis solares atingirem uma eficiência de 22,4 por cento, mais que duplicando o recorde anterior de 10,9 por cento, obtido em 2015. A perovskita, feita de chumbo e iodo, foi pulverizada sobre uma célula de vidro e uma camada de CIGS, um composto que mistura cobre, índio, gálio e selénio, e esta combinação que garante uma conversão mais eficiente da luz solar em energia elétrica utilizável.

Yang Yang, professor de ciência de materiais na UCLA, explica que “o design da nossa célula permite extrair energia de duas partes distintas do espetro de luz solar, a partir da mesma área de absorção. É mais energia do que íamos conseguir só com a camada de CIGS”. A camada de dois mícron de CIGS já garantia 18,7 por cento de eficiência energética, mas o mícron adicional de perovskita funciona como um turbocompressor de um motor de automóvel, aqui aumentando a voltagem da célula e, consequentemente, a sua geração de energia.

Apesar de ter atingido um recorde de eficiência, Yang ainda não está satisfeito com o resultado final, e deseja comprovar que “o nosso design de dupla camada pode aproximar-se dos 30 por cento de conversão de luz solar em energia, e esse vai ser o nosso próximo objetivo”. Estas células fotovoltaicas vão poder ser integradas em vidros, facilitando o uso de energia solar em construções habitáveis ou de trabalho.

Metamaterial isolante tornará células solares transparentes

Metamateriais dielétricosO metamaterial dielétrico: m – momento dipolar magnético, j – loops de corrente elétrica e T, momento dipolar toroidal.[Imagem: NUST/MISIS]

Uma equipe da Universidade Nacional de Ciência e Tecnologia (MISIS), na Rússia, demonstrou uma nova direção promissora para o desenvolvimento dos metamateriais, materiais artificiais que, em poucos anos, saíram das demonstrações teóricas de matemática pura para aplicações práticas em larga escala, de protetores acústicos e mantos da invisibilidade até proteções contra terremotos e tsunamis.

Tipicamente, esses materiais têm sido construídos com minúsculas estruturas metálicas, que funcionam como conjuntos de antenas para manipular as ondas – eletromagnéticas, acústicas, marinhas etc.

Anar Ospanova e seus colegas demonstraram que não apenas pode ser mais fácil fabricar metamateriais usando materiais isolantes, ou dielétricos, como os materiais artificiais assumem características únicas, não demonstradas até agora com os materiais metálicos.

O resultado mais promissor será tornar as células solares transparentes – na prática criando um “manto da invisibilidade” para o silício – aumentando a quantidade de luz solar que essas células podem absorver.

Anapolos

A grande vantagem é que os materiais dielétricos permitem criar anapolos – do grego “sem pólos”. Um anapolo é uma distribuição de cargas e correntes que não irradia e nem interage com campos eletromagnéticos externos.

O resultado são difusores não emissores e transparentes para radiação eletromagnética. E, como os anapolos são ressonadores ideais, quando recebem a radiação que incide sobre eles, toda a energia é retida dentro do anapolo, com as oscilações eletromagnéticas se desvanecendo muito lentamente.

Em comparação com os metamateriais metálicos, os metamateriais dielétricos são mais promissores também porque não aquecem sob exposição à radiação eletromagnética, o que minimiza sua dispersão de energia. E eles podem ser usados no espectro óptico para controlar sua ressonância.

Fabricação simples

Já foram feitos metamateriais dielétricos antes, mas eles foram fabricados usando nanopartículas complexas – esféricas ou cilíndricas – ou pela deposição de várias nanocamadas.

O que a equipe russa demonstrou é que possível fabricá-los perfurando buracos em um filme fino de silício ou outros materiais não condutores. Uma das maneiras mais fáceis de fazer isso é usar um feixe de íons focalizado, que cria buracos de até 5 nanômetros de largura.

A equipe sugere que estes novos materiais poderão ser usados em nano-óptica e em células solares. O trabalho na parte experimental do estudo continua em colaboração com parceiros internacionais.

“Nós descobrimos que esses metamateriais podem ser transparentes a ondas eletromagnéticas, o que, em experimentos reais com silício, deverá mostrar a evidência da nossa técnica e aumentar significativamente a transparência das placas de silício, por exemplo, para uso em baterias solares,” disse o professor Alexey Basharin, coordenador da parte teórica do trabalho.

Fonte: Inovação Tecnológica

Novas células solares com eficiência de 60% agora podem substituir o carvão

Uma equipe de pesquisadores da Universidade de Exeter (Inglaterra) desenvolveu uma célula solar com uma eficiência recorde de 60%. A ideia por trás dessa inovação é semelhante a usar um “funil”: encurralar uma coleção amorfa de cargas elétricas em uma área mais precisa, onde elas podem ser transferidas para uso. Usando essa ideia, os pesquisadores aumentaram a eficiência de uma célula solar de 20 a 60%. A equipe da Exeter vê sua pesquisa como uma "porta de entrada" para futuras pesquisas e desenvolvimento.

Para executar essa ideia, eles tomaram uma sugestão do campo de TI. Eles usaram uma tensão, uma medida do comprimento original de um material comparado ao comprimento esticado ou comprimido. A engenharia em um material pode melhorar suas propriedades elétricas. No entanto, a maioria dos materiais convencionais não pode ser muito tensa porque eles se quebram facilmente.

Por outro lado, os materiais 2-D são uma opção válida para a criação de uma célula solar com 60% de eficiência. Esses materiais finos (grafeno) podem sustentar um alto nível de estresse (cerca de 25%, comparado a 0,4% para materiais convencionais). A equipe usou um novo material chamado dissulfeto de háfnio.

Um fenômeno de transporte de carga tentadora que pode ser acessível devido a grandes valores de tensão é o afunilamento de cargas fotoexcitadas, longe da região de excitação e em direção a áreas onde elas podem ser eficientemente extraídas.

Talvez no futuro próximo, as células solares com 60% de eficiência irão substituir as usinas de carvão. No entanto, até lá, não haverá muitos deles. A combinação de outros tipos de energia renovável e algumas outras fontes não renováveis ​​(gás natural), que são mais ecologicamente corretas do que o carvão, substituirá todas as usinas de carvão.

Um bom exemplo de tal substituição aconteceu nas últimas semanas. A enorme usina de carvão Colstrip tem sofrido com uma parada não planejada, mas seus clientes não são muito afetados. Todos eles foram capazes de preencher a lacuna de eletricidade com fontes não-carvão e compras de energia no mercado aberto. Os preços da compra são muitas vezes ainda menores do que o custo do poder da Colstrip. Não podemos ter certeza de que é sustentável a longo prazo, mas acreditamos que sim.

Fonte: Cleantechnica

NanoPV - Sistema revolucionário pra limpeza técnica de painéis Fotovoltaicos

O NanoPV é eficaz e preventivo criando uma superfície autolimpante contra a impregnação de poeiras, da maresia, manchas e facilita a limpeza posterior e manutenção em painéis fotovoltaicos.

Acelera o desembaçamento, oferecendo um polimento imediato e sem riscos. Reduzindo em até 70% a necessidade de novas limpezas e manutenção. Tecnologia Alemã e Francesa.

NanoPV é absorvido em profundidade nos micro poros dos materiais, eliminando os efeitos negativos como manchas ácidas, impregnação de sujeira urbana, criando uma camada protetora resistente à umidade e gorduras.

Um produto ecológico e biodegradável, não altera o aspecto nem a natureza do material mantendo e eficiência, prevenindo contra a ação direta dos raios UV, não permitindo que as superfícies desbotem ou fiquem amareladas com o tempo, esse poder eleva a eficiência do sistema fotovoltaico por seu efeito autolimpante criando sempre uma superfície com melhor absorção do espectros da radiação.

Características

É um produto nanotecnológico revolucionário, que trás do mais avançado grau de tecnologia no que diz respeito a limpeza técnica de sujidades. Elevando significativamente melhorias nas usinas solares fotovoltaicas e térmicas, com seu grau de aplicabilidade e eficiência, o rendimento é notável na aplicação rápida e diminuição da manutenção periódica, uma vez que sua durabilidade é anual.

- NanoPV é um produto que oferece polimento imediato e sem riscos alem de uma proteção iminente.

- NanoPV é um produto eficaz que previne impregnação de sujeiras e manchas, reduzindo em até 70% a necessidade de novas limpezas.

- NanoPV reduz em até 80% a necessidade de uso de água para limpeza, sendo assim mais responsável com o meio ambiente.

- NanoPV é absorvido em profundidade nos micróporos dos materiais, eliminando os efeitos negativos como manchas ácidas, impregnação de sujeira urbana, maresia e poeira.

- NanoPV cria uma camada protetora resistente à umidade e gorduras, facilitando a limpeza e a manutenção.

- NanoPV é um produto ecológico e biodegradável, não altera o aspecto nem a natureza do material tratado.

- NanoPV resiste perfeitamente aos raios UV, não permitindo que as superfícies desbotem ou fiquem amareladas com a passagem do tempo.

- NanoPV eleva a eficiência do sistema fotovoltaico por seu efeito autolimpante criando sempre uma superfície com melhor absorção da radiação.

Aplicações

É indicado para todos os tipos de painéis fotovoltaicos e térmicos de todos os tipos de superfícies.

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Células solares vivas produzem energia, mesmo em mau tempo

Representação seqüencial da síntese de materiais bio-PV de célula inteira destacando: a) clonagem molecular de E. coli para expressão de licopeno; b) ligação superficial não covalente de nanopartículas de TiO 2 resultando em morfologia core @ shell-like; c) implantação de material fotovoltaico biogênico na fabricação de DSSC.

Agora, uma equipe de pesquisadores da Universidade da Columbia Britânica (UBC) demonstrou como as células solares feitas de organismos vivos podem gerar energia mesmo com a luz solar limitada. Conhecidas como células solares "biogênicas", essas células poderiam oferecer uma alternativa às células sintéticas usadas atualmente em painéis solares convencionais, fornecendo uma fonte de energia apesar do mau tempo. Um artigo detalhando a pesquisa foi publicado este mês na revista Small.

"Este é o primeiro estudo demonstrando materiais biogênicos geneticamente modificados para a fabricação de células solares", disse à Digital Trends Sarvesh Kumar, engenheiro químico e biológico da UBC e um dos principais autores do estudo. “Utilizamos uma bactéria inofensiva e reprojetamos sua maquinaria interna para produzir um pigmento fotoativo chamado licopeno.”

No passado, os pesquisadores desenvolveram células solares biogênicas através da extração de corantes naturais que as bactérias usam para gerar energia na fotossíntese. Isso provou ser um processo caro, no entanto.

Num golpe de sorte, os cientistas da UBC identificaram uma rota potencialmente mais barata enquanto manipulavam geneticamente E. coli, de modo que produzissem muito licopeno, o corante que dá aos tomates sua cor, o que se demonstrou ser uma efetiva colheitadeira leve. Notando que o licopeno estava degradando (liberando elétrons), eles se perguntaram se a taxa dessa degradação era suficiente para gerar uma corrente utilizável. Eles revestiram as bactérias produtoras de licopeno com um semicondutor mineral, aplicaram-nas em uma superfície de vidro onde puderam coletar luz solar e examinaram o que aconteceu.

Padrões de DRX de difração de A) células @ TiO 2 ; b) corante licopeno revestido sobre TiO 2 ; c) TiO 2 NPs.

A corrente que geraram atingiu uma densidade de 0,686 miliamperes por centímetro quadrado, o que foi 0,324 miliamperes maior que os estudos anteriores. É difícil dizer que economias de custo podem resultar se essa tecnologia for desenvolvida em escala, mas os pesquisadores estimam que a produção de corantes, usando seu processo, custa cerca de um décimo dos métodos atuais.

Outro aspecto promissor da tecnologia é que as células funcionaram tão bem com pouca luz quanto na luz brilhante, o que significa que o método pode ser útil em lugares no extremo norte ou sul, onde os céus são frequentemente encobertos.

“Não vemos nossa tecnologia como concorrente de células solares convencionais. Pelo contrário, eles são um complemento”, disse Vikramaditya Yadav, engenheiro químico e biológico da UBC e outro dos principais autores do estudo. “Ainda assim, as células que desenvolvemos são um dispositivo de 'geração um' que precisa de melhorias significativas e otimização antes que possa atingir os níveis de células solares de silício. 

No entanto, mesmo em sua infância, a tecnologia já lançou algumas aplicações promissoras. A exploração de ambientes com pouca luz, como as minas, requer o uso de sensores que poderiam ser alimentados com células biogênicas, como a que desenvolvemos.

Professor australiano ganha prêmio por reduzir o custo da energia solar

Global Energy Prize reconheceu que o australiano tornou os painéis fotovoltaicos a opção mais barata de fornecimento de energia em massa.

Martin Green, vencedor de prêmio por reduzir o custo da energia solar. Crédito: Divulgação/UNSW

Segundo os responsáveis pela premiação, Green revolucionou a eficiência e o custo dos painéis fotovoltaicos, tornando-os a opção mais barata de fornecimento de energia em massa.

O australiano vai dividir o prêmio de 820 mil dólares australianos (cerca de 2,3 milhões de reais) com o cientista russo Sergey Alekseenko, especialista em engenharia de energia térmica.

Ao longo das décadas, Green e suas equipes contribuíram para o aumento de eficiência das células fotovoltaicas, que são os dispositivos que convertem energia luminosa em energia elétrica. O encapsulamento de um conjunto delas forma o painel fotovoltaico ou placa solar.

Célula fotovoltaica: cada vez mais eficiente. Crédito: Dave Weaver/Shutterstock

Entre seus muitos avanços, ele inventou a célula solar PERC, que, no final de 2017, representava mais de 24% da capacidade de fabricação mundial de células de silício. Células de silício (existem algumas variações dela) são o tipo mais comumente usado nas placas solares. Segundo a universidade, as vendas de sistemas contendo essa célula ultrapassaram US$ 10 bilhões em 2017 e estão previstas para exceder US$ 1 trilhão até 2040.

O grupo de pesquisas que ele fundou na universidade australiana é reconhecida por promover a grande redução de custo de produção dos painéis fotovoltaicos, principalmente pelo trabalho que seus estudantes fizeram na implantação de fábricas na Ásia.

Assim, o Global Energy Prize o premiou por seu trabalho, desenvolvimento e atividades educacionais. O prêmio é anual e homenageia os avanços em pesquisa e tecnologia que solucionem os crescentes desafios da energia no mundo. Neste ano, havia 44 candidatos, de 14 países. Os dez finalistas incluíam o empresário Elon Musk, CEO da Tesla.

O prêmio tem uma reputação de 0,48 ponto na Lista Internacional de Prêmios Acadêmicos IREG, sendo que o Prêmio Nobel tem 1.0.

Fonte: Catraca Livre

Nanotecnologia aprimora aproveitamento de energia solar

Cientistas produzem células solares fotovoltaicas com eficiência recorde

Por David Biello

É assim que se faz uma poderosa célula solar a partir de índio e fósforo: primeiro, faça um arranjo com flocos de ouro microscópicos em uma base de semicondutor. Usando o ouro como semente, produza fios precisamente organizados com aproximadamente 1,5 micrômetro de altura a partir de compostos quimicamente modificados de índio e fósforo. Mantenha os nanofios em linha limpando-os com ácido hidroclorídrico e confinando seu diâmetro a 180 nanômetros (um nanômetro é um bilionésimo de metro).

Exposta ao sol, uma célula solar que empregue esses nanofios pode transformar quase 14% da luz que recebe em eletricidade – um novo recorde amplia possibilidades para uma energia solar barata e eficaz.

De acordo com a pesquisa publicada online na Science – e validada no Instituto Fraunhofer para Sistemas de Energia Solar, na Alemanha – essa nova configuração de nanofios produziu tanta eletricidade quanto células solares em filmes finos mais tradicionais de fosfeto de índio, mesmo que os nanofios em si só cobrissem 12% da superfície do dispositivo.

O resultado sugere que essas células solares de nanofios poderiam ser mais baratas – e mais poderosas – se o processo puder ser industrializado, argumenta o físico Magnus Brogström da Universidade Lund, na Suécia, coordenador do projeto. 

A nova tecnologia precisa do novo semicondutor – uma combinação de índio e fósforo que absorve grande parte da luz do sol (uma propriedade chamada de gap de energia). “Atualmente nós absorvemos 71% da luz acima do gap de energia e com certeza podemos aumentar esse valor”, declara Borgström.

O segredo está no controle ainda mais preciso dos próprios nanofios conforme são produzidos, e também as modificações químicas dos compostos constituintes.

As novas células poderiam também ser transformadas nas chamadas células solares de multijunção – dispositivos compostos que incorporam vários tipos diferentes de material semicondutor em camadas, como um sanduíche, para absorver a maior quantidade de energia solar possível.

As células de multijunção assim construídas converteram mais de 43% da energia da luz solar em eletricidade – atualmente, os dispositivos fotovoltaicos mais eficientes do mundo.

Essas células multijunção também são o tipo mais caro de equipamento fotovoltaico, mas podem se tornar mais baratas ao serem combinadas com lentes de baixo custo para concentrar a luz do sol em versões menores das células.

Borgström, por exemplo, acredita que as células solares de nanofios podem ser uma boa alternativa quando o processo de produção for simplificado, e conseguir produzir produzir nanofios aplicando técnicas simples de aquecimento e evaporação no futuro. Ele explica: “Se pudermos construir estruturas de grande área, a concentração de raios solares não será mais necessária”.

Novo material pode revolucionar geração de energia solar

Grupo internacional, com participação de pesquisadores da Unicamp, obtém novo material a partir de minério de ferro com aplicação como fotocatalisador

Após o isolamento do grafeno, em 2004, iniciou-se uma corrida para se conseguir sintetizar novos materiais bidimensionais – como são chamados materiais com espessura de um átomo até alguns poucos nanômetros (da bilionésima parte do metro). Tais materiais possuem propriedades únicas ligadas à sua dimensionalidade e podem ser protagonistas do desenvolvimento da nanotecnologia e da nanoengenharia.

Um grupo internacional, com a participação de pesquisadores vinculados à Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), conseguiu dar origem a um novo material com essas características.

Os cientistas conseguiram extrair de um minério de ferro comum, como os explorados por muitas mineradoras no Brasil, um material chamado hemateno, que tem três átomos de espessura e propriedades fotocatalíticas incomuns.

O novo material foi descrito em um artigo publicado na revista Nature Nanotechnology. A pesquisa foi feita no Centro de Engenharia e Ciências Computacionais (CECC) – um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPIDs) apoiados pela FAPESP – e em um estágio de pesquisa no exterior, realizado também com Bolsa da FAPESP.

“O material que sintetizamos pode atuar como fotocatalisador – para dividir a água em hidrogênio e oxigênio – e permitir a geração de energia elétrica a partir de hidrogênio, por exemplo, além de ter diversas outras aplicações”, disse Douglas Soares Galvão, pesquisador do CECC e um dos autores do estudo, à Agência FAPESP.

O novo material foi extraído da hematita – mineral que é a principal fonte de ferro e o mais comum, barato e importante dos metais, usado em vários produtos, principalmente ao ser transformado em aço.

Ao contrário do carbono e de sua forma bidimensional (grafeno), a hematita é um material não van der Waals, como se chamam aqueles mantidos unidos por redes de ligações tridimensionais, em vez de interações atômicas não covalentes – em que não há compartilhamento de um ou mais pares de elétrons entre os átomos participantes na ligação – e, comparativamente, mais fracas do que as dos materiais van der Waals.

Por ser um mineral que ocorre naturalmente, ser um material não van der Waals e ter cristais grandes e altamente orientados, os pesquisadores levantaram a hipótese de que a hematita poderia atuar como um excelente precursor para obtenção de um novo material bidimensional não van der Waals.

“A maioria dos materiais bidimensionais sintetizados até hoje foi derivada de amostras de sólidos de van der Waals. Materiais bidimensionais não van der Waals, com camadas atômicas altamente ordenadas e grãos grandes, ainda são raros”, disse Galvão.

A fim de obter a partir da hematita um material com tais características – o hemateno –, os pesquisadores utilizaram a técnica de esfoliação líquida em um solvente orgânico, a N-dimetilformamida (DMF). Por meio de microscopia eletrônica de transmissão, eles conseguiram confirmar a esfoliação e a formação do hemateno em folhas soltas de três átomos de ferro e de oxigênio (monocamada) e em folhas soltas empilhadas aleatoriamente (bicamada).

Com ensaios e cálculos matemáticos foram estudadas as propriedades magnéticas do hemateno. Por meio desses cálculos e testes, os pesquisadores descobriram que as propriedades magnéticas do hemateno diferem daquelas da hematita.

Enquanto a hematita é tipicamente antiferromagnética – seus dipolos magnéticos estão dispostos antiparalelamente –, os testes mostraram que o hemateno é ferromagnético, como um ímã comum.

“Nos ferromagnetos, os momentos magnéticos dos átomos apontam na mesma direção. Nos antiferromagnetos, os momentos nos átomos adjacentes se alternam”, explicou Galvão.

Fotocatalisador eficiente

Os pesquisadores também avaliaram as propriedades fotocatalíticas – de aumentar a velocidade de uma fotorreação pela ação de um catalisador – do hemateno. Os resultados das análises também demonstraram que a fotocatálise do hemateno é mais eficiente do que a da hematita, que já era conhecida por ter propriedades fotocatalíticas, mas não suficientemente boas para serem úteis.

Para um material ser um eficiente fotocatalisador, ele deve absorver a parte visível da luz solar, por exemplo, gerar cargas elétricas e transportá-las à superfície do material de modo a realizar a reação desejada.

A hematita, por exemplo, absorve a luz do sol da região ultravioleta à amarelo-alaranjada, mas as cargas produzidas são de vida muito curta. Como resultado, elas se extinguem antes de chegar à superfície.

Já a fotocatálise do hemateno é mais eficiente, uma vez que os fótons geram cargas negativas e positivas dentro de poucos átomos da superfície, compararam os pesquisadores. E, ao emparelhar o novo material com matrizes de nanotubos de dióxido de titânio – que fornecem um caminho fácil para os elétrons deixarem o hemateno –, eles descobriram que poderiam permitir que mais luz visível fosse absorvida.

“O hemateno pode ser um eficiente fotocatalisador, especialmente para dividir a água em hidrogênio e oxigênio, mas também pode servir como um material magnético ultrafino para dispositivos baseados em spintrônica [ou magnetoeletrônica]”, disse Galvão.

O grupo tem investigado outros materiais não van der Waals por seu potencial para dar origem a outros materiais bidimensionais com propriedades exóticas. “Há uma série de outros óxidos de ferro e seus derivados que são candidatos a dar origem a novos materiais bidimensionais”, disse Galvão.

O artigo Exfoliation of a non-van der Waals material from iron ore hematite (doi: 10.1038/s41565-018-0134-y), de Pulickel M. Ajayan e outros, pode ser lido na revista Nature Nanotechnology.

Fonte: Jornal do Brasil

Células Solares a Base de Fruta - Dye-Sensitized Solar Cells - DSSCs

Pode parecer maluco, mas cientistas do Instituto Indiano de Tecnologia Roorkee (IIT) descobriram que o pigmento contido no jamelão, chamado de antocianina, e o qual também é encontrado em mirtilos, framboesas e cerejas, é capaz de absorver a luz do sol, podendo então ser usado para a fabricação de células solares.

Os pesquisadores extraíram a antocianina da fruta utilizando etanol, e a usaram como um sensibilizador em células solares sensibilizadas por corantes (“Dye-Sensitized Solar Cells”, ou DSSCs, em inglês). A conclusão foi que o uso de corantes naturais, como a antocianina do jamelão, para a fabricação dessas células, tornaria a produção em massa dos painéis solares até 40% mais barata. 

Porém, devido à baixa eficiência alcançada por essas células solares (0,5%), quando comparadas as de silício (15%), essa tecnologia fotovoltaica ainda deve ficar restrita ao campo experimental. 

Contudo, os cientistas se dizem animados e acreditam que, com o desenrolar das pesquisas, essa eficiência seja alcançada, ou até mesmo superada, fazendo das células solares sensibilizadas por corantes uma alternativa mais barata e sustentável, visto se tratar de um material orgânico e biodegradável, ao contrário das células de silício tradicionais que utilizam corantes sintéticos e tóxicos.

Painel Solar de Jambolão/Oliveira?

Você conhece o jamelão (Syzygium cumini)? Essa pequena fruta é conhecida por possuir benefícios medicinais, além de seu valor nutricional, e cresce em árvores oriundas do sul da Ásia. Mas o que isso tem a ver com a tecnologia fotovoltaica, você pode estar se perguntando.

Pode parecer maluco, mas cientistas do Instituto Indiano de Tecnologia Roorkee (IIT) descobriram que o pigmento contido no jamelão, chamado de antocianina, e o qual também é encontrado em mirtilos, framboesas e cerejas, é capaz de absorver a luz do sol, podendo então ser usado para a fabricação de células solares.

De acordo com o estudo, publicado recentemente no periódico científico IEEE Journal of Photovoltaics, os pesquisadores extraíram a antocianina da fruta utilizando etanol, e a usaram como um sensibilizador em células solares sensibilizadas por corantes (“Dye-Sensitized Solar Cells”, ou DSSCs, em inglês).

A conclusão foi que o uso de corantes naturais, como a antocianina do jamelão, para a fabricação dessas células, tornaria a produção em massa dos painéis solares até 40% mais barata.

Porém, devido à baixa eficiência alcançada por essas células solares (0,5%), quando comparadas as de silício (15%), essa tecnologia fotovoltaica ainda deve ficar restrita ao campo experimental.

Contudo, os cientistas se dizem animados e acreditam que, com o desenrolar das pesquisas, essa eficiência seja alcançada, ou até mesmo superada, fazendo das células solares sensibilizadas por corantes uma alternativa mais barata e sustentável, visto se tratar de um material orgânico e biodegradável, ao contrário das células de silício tradicionais que utilizam corantes sintéticos e tóxicos.

O dispositivo - DSSC

A DSSC original desenvolvida por Grätzel consiste em três partes principais: o anodo, o filme fino de TiO2 e o catodo. Sobre o anodo, constituído por um substrato de vidro recoberto com um filme fino de um óxido semicondutor transparente (como o FTO – óxido de estanho dopado com flúor) é depositado o filme de dióxido de titânio (TiO2), que deve ser constituído de nanopartículas a fim de ter uma grande porosidade e alta área superficial. 

Este anodo (eletrodo) então é imerso numa solução saturada de corante (geralmente um complexo de Ru) até que as moléculas do corante fiquem covalentemente ligadas na superfície do TiO2. O outro eletrodo, o catodo, é constituído pelo mesmo substrato de vidro recoberto com FTO recoberto com uma camada de Pt que tem o papel de catalisador na célula. Os eletrodos devem ser unidos (sanduichados), e entre eles é depositado um eletrólito, que geralmente é constituído por uma solução de iodo. A célula deve ser selada para que não haja vazamentos e o eletrólito não seja drenado.

Funcionamento

Para o bom funcionamento de uma DSSC a luz solar deve passar através do substrato de vidro, do filme de FTO e atingir o corante adsorvido na superfície da molécula de TiO2. O TiO2 absorve apenas uma pequena fração de fótons provenientes da luz solar (na região do UV). Os fótons que atingirem o corante e tiverem energia suficiente para serem absorvidos, criam um estado excitado no corante, de onde um elétron pode ser ejetado e ir diretamente para a banda de condução do TiO2. 

O elétron então se difunde através do TiO2 até o catodo. Devido à perda do elétron a molécula de corante se decompõe, mas em seguida é regenerada por um elétron proveniente do eletrólito de iodo, que é oxidado ao íon triiodeto (I3-). Esta reação ocorre muito rápido se comparado ao tempo que leva para o elétron que foi ejetado voltar à molécula que foi oxidada. Esta diferença no tempo de reação evita a recombinação, que poderia provocar um curto-circuito na CS. Por sua vez, o íon triiodeto recupera seu elétron perdido através de difusão até o catodo, onde o contra eletrodo (Pt) reintroduz o elétron após este fluir através do circuito externo.

Corantes

Teoricamente, um bom corante deverá absorver o máximo possível em todo espectro solar, ligar-se fortemente à superfície semicondutora, ter um potencial redox adequado e ser estável por vários anos de exposição solar. Dentre os tipos de corantes utilizados recentemente na produção de DSSC podem-se destacar os complexos de metais de transição, como N3 e Black Dye, este apresentado na Figura 4. Também podem ser utilizados corantes naturais, extraídos de folhas e frutos que possuem principalmente antocianinas, como a jabuticaba, mirtilo, amora, entre outros.

Eficiência

Muitas medidas são utilizadas na caracterização das DSSC, porém a mais importante é a medida da energia elétrica produzida por quantidade de energia solar incidida na célula. Esta medida é expressa em porcentagem e é conhecida como eficiência de conversão solar. A potência é o produto da tensão e corrente, então os valores máximos dessa medida é importante, assim como a Jsc (densidade de corrente de curto circuito) e Voc (tensão de circuito aberto). 

Ainda, a eficiência quântica pode ser usada para comparar a probabilidade que um fóton (com uma certa energia) irá promover um elétron. Devido ao fato das nanopartículas de TiO2 estarem recobertas com o corante, logo uma grande área superficial, existe uma grande probabilidade de que o fóton incidente promova um elétron, assim em termos de eficiência quântica, as DSSC são muito eficientes. Teoricamente, a tensão máxima gerada por cada célula é a diferença entre o (quasi-)Fermi level do TiO2 e o potencial redox do eletrólito, em torno de 0,7 V sob iluminação (Voc). Isto é, uma DSSC iluminada conectada a um voltímetro em circuito aberto deve ser lida a tensão de 0,7 V. 

Embora o corante seja altamente eficaz na conversão dos fótons absorvidos em elétrons livres no TiO2, apenas os fótons absorvidos pelo corante irão produzir corrente. A taxa de absorção de fótons depende do espectro de absorção da camada de TiO2 sensibilizadas pelo corante, sobre o espectro de fluxo solar. A sobreposição dos dois espectros determina a possibilidade máxima de fotocorrente. 

Os corantes tipicamente utilizados têm baixa absorção na parte vermelha do espectro se comparado ao silício, o que significa que um menor número de fótons são utilizados para a geração de corrente. Estes fatores limitam a corrente gerada por um DSSC, para comparação, uma célula de silício solar tradicional proporciona cerca de 35 mA/cm2, e as DSSCs atuais geram cerca de 20 mA/cm2.

Degradação

As DSSCs degradam-se quando expostas à radiação ultravioleta. Por isso o eletrodo pode ser constituído de estabilizadores de UV e/ou UV cromóforos luminescentes (que absorvem a radiação solar e emitem em comprimentos de onda mais longos) e anti-oxidantes, que protegem e aumentam a vida útil da célula.

Vantagens

A DSSC apresenta boa eficiência em relação ao custo de produção, em torno de 11%, sendo reportado até 12,3%. Isto faz das DSSCs atraentes como substituto para as tecnologias existentes em aplicações como coletores solares no telhado, onde a robustez mecânica e leveza do coletor são grandes vantagens.

Desvantagens

A principal desvantagem nas DSSCs é o uso do eletrólito líquido, que apresenta problemas em relação à estabilidade e temperatura. Em baixas temperaturas o eletrólito pode congelar, interrompendo o processo da célula. Em altas temperaturas o líquido pode expandir-se, e vazar do dispositivo se este não estiver com uma vedação perfeita. Ainda, o eletrólito possui compostos orgânicos voláteis (solventes), que devem ser cuidadosamente vedados, pois podem ser prejudiciais à saúde humana e ao ambiente.

Estas desvantagens, junto ao fato dos solventes permearem substratos poliméricos, têm impedido sua aplicação em larga escala ao ar livre, assim como sua integração em estruturas flexíveis. A substituição do eletrólito líquido por um sólido ou em gel tem sido amplamente estudada. Trabalhos recentes utilizando sais fundidos solidificados têm se mostrados promissores, porém possuem taxa de degradação ainda maior durante o funcionamento contínuo e não são flexíveis.

Mercado

Atualmente existem empresas que comercializam os suprimentos para a construção de DSSC e algumas até os próprios painéis, como: 

- Solaronix, uma empresa suíça especializada na produção de materiais para DSSCs desde 1993 e em 2010 ampliou suas instalações para sediar uma linha piloto de produção de módulos de DSSC 

-Solar Print fundada em 2008, é uma marca irlandesa que comercializa painéis. Esta empresa busca a inovação do eletrólito líquido, que tem dificultado a comercialização das DSSC. 

- Dyesol abriu oficialmente suas novas instalações de produção em Canberra Austrália no dia 7 de outubro de 2008. Esta empresa tem parcerias com a Tata Steel (TATA-Dyesol) e Pilkington vidro (Dyetec-Solar) para a fabricação e desenvolvimento em grande escala de DSSCs. 

- Sony Corporation desenvolveu DSSC com uma eficiência de conversão de energia de 10%, um nível considerado necessário para uso comercial.