Painéis solares flexíveis de perovskita ajudarão o Japão a derrotar o monopólio chinês

O Japão e o mundo inteiro perderam para a China no mercado de painéis solares de silício. De acordo com a Agência Internacional de Energia, as empresas chinesas controlam mais de 80% da cadeia global de fornecimento de painéis solares de silício e ainda mais na produção de silício policristalino para esses painéis. A situação só pode ser revertida com a ajuda de novas soluções, que deverão ser painéis solares de perovskita de película fina.

Fonte da imagem: George Nishiyama/The Wall Street Journal

«Ganhamos em tecnologia, mas perdemos em negócios”, disse Hiroo Inoue, diretor-geral da Agência Japonesa de Recursos Naturais e Energia, acrescentando que as empresas japonesas sofreram um destino semelhante em monitores de cristal líquido e semicondutores. Mas no Japão continuam a acreditar que o pessoal científico e de engenharia do país ainda está qualitativamente à frente da China.

A produção em massa de painéis solares de perovskita de película fina poderá ser a alavanca que derrubará o domínio da China no mercado de células solares. No mínimo, as autoridades japonesas não poupam despesas para empurrar as empresas nacionais para a produção em massa de elementos de perovskita. Por exemplo, mais de 400 milhões de dólares foram recentemente atribuídos para estes fins e as autoridades não se limitarão a isto. Nos Estados Unidos, também são alocados fundos orçamentários para o desenvolvimento de células solares de perovskita.

As células solares de perovskita começaram a surgir há menos de dez anos. Hoje, as células solares de silício produzidas em massa têm uma eficiência não superior a 22%. Células experimentais de perovskita, que estão sendo preparadas para produção em massa, estão prontas para começar com eficiência de 25%. Somado a isso está a produção de painéis de perovskita, que consome muito menos energia, e não requer queima como os wafers de silício. A perovskita também pode ser aplicada desde a fase líquida até filmes, o que permitirá cobrir quase qualquer superfície com fotopainéis. Eles parecem um filme fotográfico, só que muito mais largos, dizem os desenvolvedores. A espessura da camada de perovskita é de apenas 1 mícron. O silício é 20 vezes mais espesso e pesado. Este é o século passado, dizem no Japão.

A Sekisui Chemical pretende ser uma das primeiras a iniciar a produção em massa de painéis fotográficos de perovskita no Japão. Produzirá painéis de perovskita em rolos de 30 cm de largura e a construção da fábrica já foi iniciada. A produção está prevista para começar em 2025. Esses painéis também podem ser usados ​​em ambientes internos, coletando energia da luz sempre que possível. Painéis solares comuns feitos de silício nem poderiam sonhar com isso. Há tanto espaço para painéis flexíveis que esse nicho não será preenchido tão cedo.

Um aspecto importante da produção de painéis de perovskita será a independência do fornecimento de matérias-primas da China. Para o Japão e outros países avançados, este é um dos lugares mais dolorosos. “Veja o que a China está fazendo com semicondutores. “É uma zombaria”, diz o cientista Tsutomo Miyasaka, um dos maiores especialistas em perovskitas do país, referindo-se às restrições de Pequim à exportação dos elementos de terras raras gálio e germânio usados ​​em chips. “Os componentes da perovskita podem ser fabricados internamente.”

Em particular, as fotocélulas de perovskita requerem muito iodo para serem produzidas. O Japão é um dos maiores fornecedores mundiais deste elemento. Um terço do iodo comercializado no mercado mundial é produzido no Japão. Somente o Chile fornece mais iodo. O Japão pode não ter medo da dependência da China no caso de produção em massa de células de perovskita.

Quase tudo está bem. Mas uma desvantagem significativa das células solares de perovskita continua sendo sua alta sensibilidade à umidade do ar circundante. Isso rapidamente destrói painéis potencialmente bons. Eles precisam ser protegidos disso, e os cientistas japoneses criaram um selante promissor que evita que os painéis se transformem em limo. Os painéis da Sekisui Chemical podem durar até 10 anos e permanecer eficientes durante todo esse tempo. A propósito, a alardeada longevidade dos painéis solares de silício acabou ficando longe dos 25 anos declarados. Eles também começam a degradar-se rapidamente após 10 anos de uso.

O primeiro-ministro japonês, Fumio Kishida, prometeu tornar comercialmente viável a tecnologia de painéis solares de perovskita dentro de dois anos. O Japão importou cerca de 90% da sua energia e mercadorias desde que fechou a maioria das suas centrais nucleares após o desastre nuclear de Fukushima em 2011. O objetivo de Kishida é ambicioso, mas os engenheiros e autoridades japoneses estão otimistas, citando os recentes avanços tecnológicos.

«Quanto mais complexa for [a tecnologia de produção], mais difícil será para os chineses copiá-la”, disse Miyasaka, professor da Universidade Toin em Yokohama e ex-funcionário do laboratório de tecnologia solar da Fujifilm.