Fernando Rodríguez-Mas, David Valiente et all
04/03/2024
O setor energético é um grande contribuinte para as emissões globais de gases de efeito estufa, o que exige uma transição para fontes de energia renovável. A indústria fotovoltaica desempenha um papel crucial nessa transição ao aproveitar a energia solar, um recurso limpo e abundante. No entanto, o alto custo dos painéis solares continua sendo um desafio. As células solares orgânicas (OSC) oferecem uma alternativa promissora às células convencionais à base de silício devido aos seus baixos custos de produção e flexibilidade.
Neste estudo, focamos na otimização do desempenho das OSCs investigando a influência do volume do solvente na camada de transporte de carga. Ao aumentar gradualmente o volume de dimetilformamida (DMF), dimetil sulfóxido (DMSO) e tetraidrofurano (THF) na camada de PEDOT:PSS, analisamos o impacto na eficiência de conversão de energia (PCE) e avaliamos as implicações econômicas e ambientais.
Fig. 2. Distribuição do consumo de energia primária por diferentes fontes globalmente, dados de 2021.
Sobre o impacto ambiental dos dispositivos. Os dados da análise de impacto concentram-se em células solares orgânicas que incorporam solventes e alcançam altas eficiências de conversão de energia (PCE). Esta análise avalia as entradas, saídas e emissões ao longo do ciclo de vida dos dispositivos, incluindo recursos naturais, energia e impactos ambientais. Os dados são normalizados para a célula de referência, representando a fabricação livre de solventes.
O dispositivo de referência apresenta maior esgotamento abiótico e esgotamento de combustíveis fósseis, bem como maior impacto no aquecimento global, na depleção da camada de ozônio e na toxicidade humana. Em contraste, dispositivos com DMF, THF e DMSO mostram impactos menores nessas categorias. Além disso, os dispositivos com solventes demonstram impacto ecológico reduzido na ecotoxicidade aquática de água doce e marinha, ecotoxicidade terrestre e menores impactos na oxidação fotoquímica, acidificação e eutrofização em comparação com o dispositivo de referência.
Nossos resultados demonstram o potencial de melhorar a eficiência de conversão de energia das OSCs por meio da otimização de solventes, promovendo assim a ambientalização da indústria fotovoltaica, levando em consideração a viabilidade econômica e a sustentabilidade ambiental.
Este artigo foi traduzido para o português.
