Célula fotovoltaica de perovskita para a construção de painéis solares
Patente de invenção
Patente concedida
BR 10 2021 010253-5
27/05/2021
06/12/2022
Sim
UEM / Unicentro
Ivair Aparecido dos Santos, Luiz Fernando Cótica, Eduardo Augusto Castelli Astrath, Valdirlei Fernandes Freitas, Taiana Gabriella Moretti Bonadio, Maurício Mazur, Luciano Cardoso Dias
Esta patente refere-se à invenção de um dispositivo fotovoltaico cuja camada ativa é confeccionada com BiFeO3-PbTiO3 (BFPT), um material com estrutura perovskita. O invento, um dispositivo composto por filmes finos multicamadas, é constituído, em sua disposição mais simples, por uma camada ativa de BFPT entremeio a duas camadas de materiais condutores de eletricidade (eletrodos), suportado por um substrato que pode ser rígido, flexível, transparente e/ou opaco. Camadas adicionais podem ser incluídas (carreadores de carga elétrica, como: TiO2, PEDOT, etc.) em contato direto com o BFPT para melhorar a eficiência do dispositivo.
TRL/MRL 4: Coloca-se em prática a prova de conceito, que consiste em sua aplicação em ambiente similar ao real, podendo constituir testes em escala de laboratório.
O dispositivo pode ser utilizado em todas as áreas onde a energia fotovoltaica é utilizada. Além delas, algumas áreas especificas agregando a multifuncionalidade do composto BFPT podem ser descritas como: geração fotovoltaica, sensores fotovoltaicos, acoplamento entre geração solar e eólica mediante efeito piezoelétrico do BFPT, sensores solar/mecânico etc.
As principais vantagens desse dispositivo, frente aos demais dispositivos fotovoltaicos existentes, são: eficiência, custo, durabilidade e facilidade de fabricação. Sua eficiência está atrelada a conhecida eficiências das células solares de perovskita, cuja eficiência supera as demais células comerciais a base de Silício. Atrelado a eficiência está a relação custo-benefício, muito importante neste ramo da tecnologia. Utilizando células solares de perovskita o custo da geração fotovoltaica pode ser reduzido em até 80% o kWh, comparado com os dispositivos atuais. Outra vantagem, que também está vinculada à relação custo-benefício desses dispositivos, é sua durabilidade. De fato, células solares de BFPT, diferentes de outras células solares à base de perovskita como as de iodeto de chumbo, têm durabilidade estimada em décadas, superando até as células à base de silício. Por fim, as células solares de BFPT são muito mais simples de serem fabricadas, o que também reduz os custos em todas as etapas de sua fabricação.
