A printable, flexible, organic solar cell | Hannah Bürckstümmer

Tradutor: Jennifer Oliveira Revisora: Margarida Ferreira

You may have noticed that I'm wearing two different shoes.

Podem ter reparado que estou a usar dois sapatos diferentes.

It probably looks funny --

É provável que pareça cómico

it definitely feels funny --

— é mesmo muito cómico —

but I wanted to make a point.

mas quero realçar uma situação.

Let's say my left shoe corresponds to a sustainable footprint,

Digamos que o meu sapato esquerdo corresponde a uma pegada sustentável

meaning we humans consume less natural resources

o que significa que nós consumimos menos recursos naturais

do que o nosso planeta consegue regenerar,

than our planet can regenerate,

and emit less carbon dioxide than our forests and oceans can reabsorb.

e emitimos menos dióxido de carbono

do que as florestas e os oceanos conseguem reabsorver.

That's a stable and healthy condition.

Essa situação é estável e saudável.

Today's situation is more like my other shoe.

Hoje em dia, a situação é mais como o meu outro sapato.

It's way oversized.

Bastante excessiva.

At the second of August in 2017,

Em 2017, no segundo dia de agosto,

já tínhamos consumido todos os recursos

we had already consumed all resources our planet can regenerate this year.

que o nosso planeta consegue regenerar este ano.

This is like spending all your money until the 18th of a month

É como gastarmos todo o dinheiro até ao 18.º dia do mês,

and then needing a credit from the bank for the rest of the time.

e depois precisarmosde um crédito bancário para o resto do tempo.

For sure, you can do this for some months in a row,

Claro que podemos fazer isso durante uns meses,

mas se não mudarmos de comportamento,

but if you don't change your behavior,

sooner or later, you will run into big problems.

mais cedo ou mais tarde teremos grandes problemas.

We all know the devastating effects of this excessive exploitation:

Todos conhecemos os efeitos devastadores desta exploração excessiva:

global warming,

o aquecimento global,

rising of the sea levels,

a subida do nível dos mares,

melting of the glaciers and polar ice,

o degelo dos glaciares e das calotas polares,

increasingly extreme climate patterns and more.

padrões climáticos cada vez mais extremos, e muitas outras coisas.

The enormity of this problem really frustrates me.

Para mim, a enormidade deste problema é muito frustrante.

What frustrates me even more is that there are solutions to this,

O que ainda me frustra mais é que há soluções para este problema,

but we keep doing things like we always did.

mas nós continuamos a fazer o que sempre fizemos.

Today I want to share with you

Hoje quero partilhar convosco

how a new solar technology can contribute to a sustainable future of buildings.

como uma nova tecnologia solar

pode contribuir para o futuro sustentável das construções.

Buildings consume about 40 percent of our total energy demand,

Os edifícios consomem cerca de 40% da necessidade total energia.

so tackling this consumption

Assim, combater este consumo

would significantly reduce our climate emissions.

reduziria significativamente as nossas emissões.

A building designed along sustainable principles

Uma construção feita de acordo com princípios sustentáveis

can produce all the power it needs by itself.

pode produzir, por si só, toda a energia de que precisa.

To achieve this,

Para chegar a esse ponto,

you first have to reduce the consumption as much as possible,

temos primeiro que reduzir o consumo, tanto quanto possível,

by using well-insulated walls or windows, for instance.

usando paredes ou janelas bem isoladas, por exemplo.

These technologies are commercially available.

Estas tecnologias estão disponíveis comercialmente.

Then you need energy for warm water and heating.

Depois precisamos de energia, para a água quente e o aquecimento.

You can get this in a renewable way from the sun

Podemos arranjar isso de forma renovável, através do sol,

through solar-thermal installations

através de instalações térmicas solares

or from the ground and air, with heat pumps.

ou do solo e do ar, com bombas de calor.

All of these technologies are available.

Todas estas tecnologias estão disponíveis.

Then you are left with the need for electricity.

Depois ficamos apenas a precisar de eletricidade.

In principle, there are several ways to get renewable electricity,

Em teoria, há várias maneiras de obter eletricidade renovável,

but how many buildings do you know which have a windmill on the roof

mas quantos edifícios conhecem que têm um moinho no telhado

ou uma central elétrica de água no jardim?

or a water power plant in the garden?

Probably not so many, because usually, it doesn't make sense.

Não são muitos, porque normalmente não faz sentido.

But the sun provides abundant energy to our roofs and facades.

Mas o sol fornece muita energia aos nossos telhados e fachadas.

The potential to harvest this energy at our buildings' surfaces is enormous.

É enorme o potencial de captar esta energia na superfície dos nossos edifícios.

Let's take Europe as an example.

Tomemos a Europa como exemplo.

If you would utilize all areas which have a nice orientation to the sun

Se utilizássemos todas as áreas com boa orientação solar

and they're not overly shaded,

e que não sejam excessivamente sombrias,

the power generated by photovoltaics

a potência gerada pelas células fotovoltaicas

would correspond to about 30 percent of our total energy demand.

corresponderia a cerca de 30% da nossa necessidade total de energia.

But today's photovoltaics have some issues.

Mas os painéis fotovoltaicos de hoje têm alguns problemas.

They do offer a good cost-performance ratio,

Oferecem uma boa relação preço/qualidade,

but they aren't really flexible in terms of their design,

mas não são muito flexíveis em termos de "design",

and this makes aesthetics a challenge.

e portanto, a parte estética é um problema.

People often imagine pictures like this

As pessoas costumam imaginar fotos como esta

when thinking about solar cells on buildings.

quando pensam nos edifícios com células solares.

This may work for solar farms,

Isto pode funcionar nos parques solares

but when you think of buildings, of streets, of architecture,

mas, quando pensamos em edifícios, ruas, arquitetura,

aesthetics does matter.

a estética é importante.

This is the reason why we don't see many solar cells on buildings today.

Esta é a razão por que não vemos atualmente

muitos painéis solares em edifícios.

They just don't match.

Simplesmente não combinam.

Our team is working on a totally different solar-cell technology,

A nossa equipa está a trabalhar numa tecnologia de painéis solares

totalmente diferente que se chama fotovoltaicos orgânicos ou FVO.

which is called organic photovoltaics or OPV.

The term organic describes

O termo orgânico significa que os materiais usados

that the material used for light absorption and charge transport

para absorção da luz e transporte da carga elétrica

are mainly based on the element carbon,

baseiam-se, principalmente, no elemento carbono,

and not on metals.

e não em metais.

We utilize the mixture of a polymer

Nós utilizamos a combinação de um polímero,

formado por diferentes unidades que se repetem,

which is set up by different repeating units,

like the pearls in a pearl chain,

como pérolas num colar,

and a small molecule which has the shape of a football

e uma pequena molécula que tem a forma de uma bola de futebol

and is called fullerene.

e que se chama fulereno.

These two compounds are mixed and dissolved to become an ink.

Estes dois compostos são misturados e dissolvidos até se tornarem uma tinta.

And like ink,

Tal como a tinta,

they can be printed with simple printing techniques like slot-die coating

podem ser impressos com técnicas simples como numa máquina de revestimento

num processo contínuo, rolo a rolo, em substratos flexíveis.

in a continuous roll-to-roll process on flexible substrates.

The resulting thin layer is the active layer,

A camada fina resultante é a camada ativa,

absorbing the energy of the sun.

que absorve a energia do sol.

This active layer is extremely effective.

Esta camada é extremamente eficaz.

You only need a layer thickness of 0.2 micrometers

Só precisamos de uma espessura de camada de 0,2 micrómetros

to absorb the energy of the sun.

para absorver a energia do sol.

This is 100 times thinner than a human hair.

É 100 vezes mais fina do que um cabelo humano.

To give you another example,

Para dar outro exemplo,

take one kilogram of the basic polymer

vamos pegar num quilo do polímero básico

and use it to formulate the active ink.

e usá-lo para formular a tinta ativa.

With this amount of ink,

Com esta quantidade de tinta,

you can print a solar cell the size of a complete football field.

podemos imprimir um painel solar do tamanho de um campo de futebol.

So OPV is extremely material efficient,

Então, os FVO são materiais extremamente eficientes,

which I think is a crucial thing when talking about sustainability.

o que eu penso ser fundamental quando se trata de sustentabilidade.

After the printing process,

Após o processo de impressão,

you can have a solar module which could look like this ...

podemos ter um módulo solar parecido com este.

It looks a bit like a plastic foil

Parece-se um pouco com uma película de plástico

and actually has many of its features.

e realmente tem muitas das suas características.

It's lightweight ...

É leve,

it's bendable ...

é maleável,

and it's semi-transparent.

e é semitransparente.

But it can harvest the energy of the sun outdoors

Mas pode captar a energia do sol no exterior

and also of this indoor light,

e também da iluminação interior,

as you can see with this small, illuminated LED.

como podem ver com este pequeno LED iluminado.

You can use it in its plastic form

Podemos usá-lo na sua forma plástica

and take advantage of its low weight and its bendability.

e tirar proveito da sua leveza e flexibilidade.

The first is important when thinking about buildings in warmer regions.

A leveza é importante quando pensamos em edifícios nas regiões quentes.

Here, the roofs are not designed to bear additionally heavy loads.

Nessas regiões, os telhados não aguentam cargas pesadas.

They aren't designed for snow in winter, for instance,

Não estão preparados para a neve no inverno, por exemplo.

so heavy silicon solar cells cannot be used for light harvesting,

Então não podemos usar painéis mais pesados, à base de silicone,

but these lightweight solar foils are very well suited.

para captar a luz.

Mas estas leves películas solares são muito adequadas.

The bendability is important

A maleabilidade é importante

se quisermos combinar o painel solar com a estrutura da membrana.

if you want to combine the solar cell with membrane architecture.

Imagine the sails of the Sydney Opera as power plants.

Imaginem as velas da Ópera de Sidney como centrais elétricas.

Alternatively, you can combine the solar foils

Em alternativa, podemos combinar as películas solares

with conventional construction materials like glass.

com materiais de construção convencionais, como o vidro.

Many glass facade elements contain a foil anyway,

Mas muitos elementos das fachadas de vidro

to create laminated safety glass.

já possuem uma película para criar um vidro laminado de segurança.

It's not a big deal to add a second foil in the production process,

Não faz mal acrescentar uma segunda película durante o processo,

but then the facade element contains the solar cell

e assim o elemento da fachada contém o painel solar

and can produce electricity.

e pode gerar energia.

Para além de terem um aspeto agradável,

Besides looking nice,

these integrated solar cells come along with two more important benefits.

estes painéis solares integrados têm mais duas vantagens importantes

Do you remember the solar cell attached to a roof I showed before?

Lembram-se do painel solar montado num telhado que vos mostrei há pouco?

In this case, we install the roof first,

Neste caso, instalamos primeiro o telhado,

e como segunda camada, o painel solar.

and as a second layer, the solar cell.

This is adding on the installation costs.

Isso aumenta os custos de instalação.

In the case of integrated solar cells,

No caso dos painéis integrados,

at the site of construction, only one element is installed,

no local de construção, só é instalado um elemento

being at the same time the envelope of the building

que é, ao mesmo tempo, o invólucro do edifício

and the solar cell.

e o painel solar.

Besides saving on the installation costs,

Para além de poupar nos custos de instalação,

this also saves resources,

este processo também economiza recursos,

because the two functions are combined into one element.

ao combinar as duas funções num só elemento.

Earlier, I've talked about optics.

Há pouco, falei na estética.

I really like this solar panel --

Gosto muito deste painel solar

maybe you have different taste or different design needs ...

mas talvez tenham gostos diferentes, ou exigências de "design" diferentes.

Não há problema.

No problem.

With the printing process,

Com o processo de impressão,

the solar cell can change its shape and design very easily.

o painel solar pode facilmente mudar a sua forma e o seu aspeto

This will give the flexibility to architects,

Isto irá dar aos arquitetos, aos projetistas,

to planners and building owners,

e aos proprietários de edifícios a liberdade de integrar

to integrate this electricity-producing technology as they wish.

esta tecnologia de produção de eletricidade como desejarem.

I want to stress that this is not just happening in the labs.

Quero frisar que isto não está a acontecer apenas nos laboratórios.

It will take several more years to get to mass adoption,

Serão precisos vários anos para alcançar a adesão em massa,

but we are at the edge of commercialization,

mas estamos à beira da comercialização,

meaning there are several companies out there with production lines.

o que significa que já há várias empresas com linhas de produção.

They are scaling up their capacities,

Elas estão a aumentar as suas capacidades,

and so are we, with the inks.

e nós também, com as tintas.

(Shoe drops)

Esta pegada mais pequena é muito mais confortável.

This smaller footprint is much more comfortable.

(Laughter)

(Risos)

It is the right size, the right scale.

É o número certo, o tamanho certo.

É preciso que voltemos à dimensão certa no que diz respeito ao consumo de energia.

We have to come back to the right scale when it comes to energy consumption.

And making buildings carbon-neutral is an important part here.

Tornar os edifícios neutros em carbono é fundamental neste caso.

In Europe,

Na Europa,

we have the goal to decarbonize our building stock [by] 2050.

temos como objetivo descarbonizar o nosso património imobiliário até 2050.

I hope organic photovoltaics will be a big part of this.

Espero que os fotovoltaicos orgânicos assumam um papel importante nisto.

Here are a couple of examples.

Vejamos alguns exemplos.

This is the first commercial installation of fully printed organic solar cells.

Esta é a primeira instalação comercial com painéis solares totalmente impressos

"Commercial" means that the solar cells were printed on industrial equipment.

"Comercial" porque as células foram impressas num equipamento industrial.

The so-called "solar trees" were part of the German pavilion

As chamadas "árvores solares" fizeram parte do pavilhão alemão

at the World Expo in Milan in 2015.

na Exposição Mundial em Milão, no ano de 2015.

They provided shading during the day

Proporcionaram sombra durante o dia,

and electricity for the lighting in the evening.

e, à noite, eletricidade para a iluminação.

You may wonder why this hexagonal shape was chosen for the solar cells.

Talvez perguntem porque escolhemos a forma hexagonal para a célula solar.

Easy answer:

A resposta é fácil:

the architects wanted to have a specific shading pattern on the floor

Os arquitetos queriam ter um padrão específico de sombras no chão

and asked for it,

e assim o pediram,

and then it was printed as requested.

pelo que foram impressas conforme solicitado.

Being far from a real product,

Estando longe de ser um produto autêntico,

this free-form installation hooked the imagination of the visiting architects

esta instalação de formato livre viciou a imaginação dos arquitetos

much more than we expected.

muito mais do que esperávamos.

This other application is closer to the projects

Esta outra aplicação está mais próxima dos projetos

and applications we are targeting.

e das aplicações que temos em vista.

In an office building in São Paulo, Brazil,

Num complexo de escritórios em São Paulo, Brasil,

semitransparent OPV panels are integrated into the glass facade,

os painéis FVO semitransparentes são incorporados na fachada de vidro,

serving different needs.

servindo diferentes necessidades.

First, they provided shading for the meeting rooms behind.

Em primeiro lugar, proporcionaram sombra às salas de reuniões por detrás deles.

Second, the logo of the company is displayed in an innovative way.

Segundo, o logótipo da empresa é apresentado de uma forma inovadora.

And of course, electricity is produced,

E, claro, é produzida energia elétrica,

reducing the energy footprint of the building.

reduzindo a pegada ecológica do edifício.

This is pointing towards a future

Isto aponta para um futuro

where buildings are no longer energy consumers,

em que os edifícios já não são consumidores de energia,

but energy providers.

mas sim os fornecedores.

I want to see solar cells seamlessly integrated

Quero ver os painéis solares perfeitamente integrados

into our building shells

nos nossos edifícios

to be both resource-efficient and a pleasure to look at.

para funcionarem tanto em termos de eficácia de recursos como de estética.

For roofs, silicon solar cells will often continue to be a good solution.

Para os telhados, as células de silício

continuarão a ser uma boa solução.

But to exploit the potential of all facades and other areas,

Mas para explorar o potencial de todas as fachadas e outras áreas,

such as semitransparent areas,

tais como áreas semitransparentes,

curved surfaces and shadings,

superfícies curvas e sombreamentos,

I believe organic photovoltaics can offer a significant contribution,

acredito que os fotovoltaicos orgânicos podem contribuir significativamente,

and they can be made in any form architects and planners will want them to.

e podem ser feitos de qualquer forma que arquitetos e projetistas desejem.

Thank you.

Obrigada.

(Applause)

(Aplausos)