Cientistas espanhóis do Instituto de Ciência e Tecnologia de Materiais (ICMS) em Sevilha desenvolveram uma célula solar híbrida incomum, baseada em perovskita, capaz de converter simultaneamente a radiação solar e a energia das gotas de chuva em eletricidade. A tecnologia combina o efeito fotovoltaico clássico da luz solar com o efeito triboelétrico das gotas de chuva. Essencialmente, trata-se de uma solução para todas as condições climáticas.
Fonte da imagem: pv-magazine
A ideia básica é simples: criar um dispositivo multifuncional que opere com máxima eficiência em condições climáticas variáveis, especialmente em regiões com chuvas frequentes. O design da célula utiliza uma camada de perovskita para gerar energia solar, coberta por uma fina camada de polímero fluorado CFₓ, que possui diversas propriedades importantes: alta transparência (acima de 90%), hidrofobicidade e a capacidade de gerar energia triboelétrica.
Essa camada protetora, depositada à temperatura ambiente em vácuo por meio de aspersão de plasma, protege a perovskita sensível da umidade, permitindo simultaneamente a captação de energia a partir do impacto de gotas de chuva. Quando uma gota de chuva atinge uma superfície e se desprende, ocorre contato e separação de cargas entre os materiais, gerando um pulso elétrico.
Amostras experimentais demonstraram uma eficiência fotovoltaica de 17,9%. O componente triboelétrico do dispositivo apresentou um desempenho impressionante: uma tensão de circuito aberto de até 110 V por gota e uma densidade de potência máxima de aproximadamente 4 mW/m². No modo híbrido, com metade da luminosidade solar (500 W/m²), foi alcançada uma densidade de corrente de curto-circuito de 11,6 mA/m², e a tensão de pico das gotículas chegou a 12 V. Os pesquisadores também criaram um protótipo no qual a célula híbrida carregava um supercapacitor e alimentava uma fita de LEDs por meio de um conversor.
O desenvolvimento foi realizado no âmbito dos projetos 3DScavengers e Drop Ener, com o apoio do Conselho Europeu de Investigação e do Fundo para a Próxima Geração.Isso abre perspectivas para a criação de painéis solares mais versáteis. Embora a luz solar ainda seja a principal fonte de energia, a energia adicional da chuva acelera o carregamento da bateria em dias nublados. No entanto, ampliar a tecnologia além dos protótipos de laboratório continua sendo um desafio e requer mais pesquisas.