{"id":22756,"date":"2022-11-17T04:34:09","date_gmt":"2022-11-17T07:34:09","guid":{"rendered":"https:\/\/ciencia.ufpr.br\/portal\/?p=22756"},"modified":"2024-12-31T18:51:40","modified_gmt":"2024-12-31T21:51:40","slug":"ufpr-registra-sua-100a-patente-inovacao-melhora-durabilidade-e-triplica-a-geracao-de-energia-em-celulas-solares-organicas","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ciencia.ufpr.br\/portal\/ufpr-registra-sua-100a-patente-inovacao-melhora-durabilidade-e-triplica-a-geracao-de-energia-em-celulas-solares-organicas\/","title":{"rendered":"UFPR registra sua 100\u00aa patente com inova\u00e7\u00e3o para energia solar"},"content":{"rendered":"

A Universidade Federal do Paran\u00e1 (UFPR) atingiu a marca de 100 patentes concedidas pelo Instituto Nacional de Propriedade Industrial (Inpi), o pedido registra uma nova t\u00e9cnica para produ\u00e7\u00e3o de c\u00e9lulas solares org\u00e2nicas que demonstrou triplicar a efici\u00eancia na convers\u00e3o da luz em eletricidade entre outras vantagens, como tornar as c\u00e9lulas mais dur\u00e1veis.<\/p>\n

Desde 2013, ano da primeira patente concedida \u00e0 UFPR, diversas inova\u00e7\u00f5es ganharam registro, tendo sido fundamental a assessoria da Ag\u00eancia de Inova\u00e7\u00e3o da universidade, ligada \u00e0 Superintend\u00eancia de Parcerias e Inova\u00e7\u00e3o (Spin), que d\u00e1 suporte aos pesquisadores para fazer os pedidos.<\/p>\n

As patentes protegem os direitos de uso dos inventores que assim podem conceder o uso de suas inova\u00e7\u00f5es seja com a venda da patente ou a permiss\u00e3o para o uso em troca de royalties. No caso de patentes surgidas por meio de pesquisas na UFPR, os recursos retornam para a universidade.<\/p>\n

Segundo a Ag\u00eancia, sete patentes de inven\u00e7\u00f5es geradas na universidade j\u00e1 est\u00e3o sendo utilizadas comercialmente, gerando royalties<\/em> para a universidade. Al\u00e9m das inven\u00e7\u00f5es, tamb\u00e9m est\u00e3o tendo uso comercial seis cultivares de cana-de-a\u00e7\u00facar registrados por meio da ag\u00eancia e um programa de computador, estes tamb\u00e9m resultando em retorno de recursos para a universidade.<\/p>\n

Confira o portf\u00f3lio completo<\/a> de propriedade intelectual da Ag\u00eancia de Inova\u00e7\u00e3o \u2013 Spin.<\/p>\n

Inova\u00e7\u00e3o torna c\u00e9lulas solares org\u00e2nicas mais dur\u00e1veis e eficientes<\/h2>\n

O processo patenteado \u00e9 aplicado na produ\u00e7\u00e3o de um novo tipo de c\u00e9lula solar que \u00e9 formada por filmes finos e flex\u00edveis, criados camada \u00e0 camada como uma impress\u00e3o. Na produ\u00e7\u00e3o, pol\u00edmeros semicondutores, que d\u00e3o o nome \u00e0s c\u00e9lulas por serem compostos org\u00e2nicos, s\u00e3o evaporados e fixam-se em um substrato, formando um material flex\u00edvel e semitransparente. A principal vantagem dessas c\u00e9lulas est\u00e1 no m\u00e9todo de sua fabrica\u00e7\u00e3o, que acontece em impressoras de rolo para rolo, que permite a produ\u00e7\u00e3o de quil\u00f4metros de c\u00e9lulas por m\u00eas em substratos flex\u00edveis.<\/p>\n

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As placas formadas por c\u00e9lulas solares org\u00e2nicas s\u00e3o mais vers\u00e1teis, podendo ser instaladas em estruturas j\u00e1 existentes. Placa instalada em uma esta\u00e7\u00e3o-tubo utilizada como laborat\u00f3rio do DiNE-UFPR. Foto: Marcos Solivan\/Sucom-UFPR<\/figcaption><\/figure>\n

Diferente das c\u00e9lulas fotovoltaicas convencionais, esse tipo de c\u00e9lula \u00e9 muito mais vers\u00e1til, dependendo menos do \u00e2ngulo da incid\u00eancia do sol, utilizando estruturas de suporte mais leves e podendo ser aplicadas de diversas formas, como em mobili\u00e1rios urbanos, estufas, fachadas de pr\u00e9dios e at\u00e9 mesmo em mochilas e casacos.<\/p>\n

A professora Lucimara Stolz Roman, do Departamento de F\u00edsica da UFPR, que coordenou o estudo que levou \u00e0 patente, explica que a produ\u00e7\u00e3o desse tipo de material \u00e9 bastante desafiadora. O filme \u00e9 formado por meio da evapora\u00e7\u00e3o de uma solu\u00e7\u00e3o que cont\u00e9m v\u00e1rios materiais semicondutores. Dependendo da maneira como o material seca e do tratamento t\u00e9rmico aplicado o filme ter\u00e1 uma morfologia diferente o que pode alterar suas propriedades \u00f3ticas e el\u00e9tricas, que afetam a gera\u00e7\u00e3o de energia.<\/p>\n

O processo patenteado descreve uma nova forma de fazer o filme, desenvolvida durante pesquisas com esse tipo de material no Grupo de Dispositivos Nanoestruturados da UFPR (DiNE). A nova t\u00e9cnica permite que ap\u00f3s a secagem do filme seja poss\u00edvel fazer uma nova rea\u00e7\u00e3o por meio de um tratamento t\u00e9rmico para torn\u00e1-lo mais est\u00e1vel e dur\u00e1vel, al\u00e9m de mais eficiente, como explica Roman:<\/p>\n

\u201cO processo que desenvolvemos em nosso laborat\u00f3rio em parceria com a UFRJ [Universidade Federal do Rio de Janeiro] consistiu em descobrir que um pol\u00edmero semicondutor contendo um \u00e1tomo de sil\u00edcio em sua cadeia polim\u00e9rica combinado com uma mol\u00e9cula aceitadora de el\u00e9trons, o fulereno, poderia sofrer uma liga\u00e7\u00e3o qu\u00edmica depois do filme feito. Foi poss\u00edvel demonstrar que essa rea\u00e7\u00e3o qu\u00edmica, ocorre atrav\u00e9s de um tratamento t\u00e9rmico ap\u00f3s a deposi\u00e7\u00e3o do filme, ap\u00f3s evapora\u00e7\u00e3o do solvente. Isso traz vantagens para a fabrica\u00e7\u00e3o de camadas ativas com processamento p\u00f3s deposi\u00e7\u00e3o, \u00e9 um processo ao final de todas etapas\u201d.<\/p><\/blockquote>\n

Roman explica que o processo que permitiu essa nova liga\u00e7\u00e3o qu\u00edmica entre os materiais trouxe estabilidade \u00e0 morfologia dos componentes do filme fino, impedindo que com o passar do tempo ocorra a segrega\u00e7\u00e3o de fases do material. Esse processo de degrada\u00e7\u00e3o altera a estrutura do filme, que \u00e9 constitu\u00eddo por duas camadas (fases), quando a luz passa por eles, ela \u00e9 absorvida levando a um aumento de energia e fazendo com que el\u00e9trons de uma camada passe para a outra, gerando assim a corrente el\u00e9trica. Estas camadas devem estar muito pr\u00f3ximas formando um material homog\u00eaneo, a segrega\u00e7\u00e3o \u00e9 quando essas camadas se separam, o que impede que esse processo aconte\u00e7a, arruinando o material.<\/p>\n

Al\u00e9m de atuar na durabilidade dos filmes o processo tamb\u00e9m melhorou a efici\u00eancia na convers\u00e3o luminosa em el\u00e9trica. \u201cNo sistema evidenciado como prova de conceito na carta de patente, a c\u00e9lula solar triplicou sua efici\u00eancia de convers\u00e3o luminosa com essa etapa\u201d, conclui a pesquisadora.<\/p>\n

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Pain\u00e9is de c\u00e9lulas solares org\u00e2nicas instaladas em esta\u00e7\u00e3o-tubo doada pela Prefeitura de Curitiba para servir de laborat\u00f3rio. Foto: Thalita Canabarra dos Santos<\/figcaption><\/figure>\n

A principal desvantagem das c\u00e9lulas org\u00e2nicas reside na sua durabilidade e efici\u00eancia, menor do que as convencionais. E o novo m\u00e9todo patenteado \u00e9 um exemplo de como as pesquisas est\u00e3o atuando para resolver estes problemas.<\/p>\n

As pesquisas envolvendo os processos de fabrica\u00e7\u00e3o de c\u00e9lulas solares org\u00e2nicas v\u00eam sendo feitas na UFPR desde o in\u00edcio das atividades do DiNE em 2004. Segundo Roman, o n\u00famero de materiais dispon\u00edveis para a pesquisa vem crescendo com os anos e os processos usados com um material n\u00e3o funcionam com outros.<\/p>\n

\u201cS\u00e3o centenas de semicondutores org\u00e2nicos, mol\u00e9culas e pol\u00edmeros, sintetizados para a eletr\u00f4nica flex\u00edvel. A nanoestrutura \u00e9 fundamental para o transporte dos el\u00e9trons nos materiais, e dela vem as propriedades macrosc\u00f3picas de condutividade eletr\u00f4nica e transpar\u00eancia\u00a0\u00f3ptica. E como a nanoestrutura depende majoritariamente das tintas envolvidas e no processo de deposi\u00e7\u00e3o e secagem dos filmes finos, o estudo consistente\u00a0de materiais, tintas, solventes e processos s\u00e3o parte integrante para alcan\u00e7ar inova\u00e7\u00f5es incrementais nos processos usados atualmente\u201d, explica.<\/p>\n

No futuro pr\u00f3ximo as c\u00e9lulas org\u00e2nicas devem ser mais baratas, dur\u00e1veis e eficientes, tornando a energia solar muito mais acess\u00edvel. \u201cEssa tecnologia est\u00e1 em desenvolvimento e neste aspecto \u00e9 muito gratificante poder trabalhar para as c\u00e9lulas do presente e futuro\u201d, revela Roman.<\/p>\n

Como \u00e9 o processo de concess\u00e3o de uma patente?<\/h2>\n

O diretor da Ag\u00eancia de Inova\u00e7\u00e3o, Pedro Henrique Gonzalez de Cademartori, explica que todo o processo come\u00e7a com uma ideia, em geral a partir de um projeto de pesquisa que envolve a gera\u00e7\u00e3o de um produto ou processo que possa ser uma inven\u00e7\u00e3o ou um modelo de utilidade \u2013 quando se aperfei\u00e7oa um produto ou processo j\u00e1 existente.<\/p>\n

A partir disso, come\u00e7a o trabalho em parceria com a ag\u00eancia que vai ajudar a verificar os crit\u00e9rios para patenteabilidade. O primeiro passo \u00e9 fazer uma busca de anterioridade, para que, caso a tecnologia desenvolvida realmente se caracterize como inven\u00e7\u00e3o, uma s\u00e9rie de documentos t\u00e9cnicos sejam elaborados para descrever a inven\u00e7\u00e3o de uma maneira espec\u00edfica para fazer o pedido.<\/p>\n

Os documentos ent\u00e3o s\u00e3o submetidos para avalia\u00e7\u00e3o do Inpi, \u00f3rg\u00e3o governamental respons\u00e1vel pelo registro de propriedade intelectual no Brasil. Ap\u00f3s a avalia\u00e7\u00e3o, o instituto concede a patente se considerar que todos os crit\u00e9rios foram cumpridos que s\u00e3o: novidade, atividade inventiva e aplica\u00e7\u00e3o industrial.<\/p>\n

Com a patente em m\u00e3os, Cademartori explica que a inova\u00e7\u00e3o est\u00e1 pronta para ser transferida para a sociedade.\u00a0Al\u00e9m da 100\u00aa patente, j\u00e1 podemos contar com a patente n\u00famero 101 da UFPR, intitulada “Disposi\u00e7\u00e3o construtiva de ambiente multifuncional sist\u00eamico para interior de modais de transporte” com os inventores Viviane Gaspar Ribas El Marghani, Liriane Knapik e Renata Ribeiro Neves da Costa.<\/p>\n

Confira mat\u00e9rias da Ci\u00eancia UFPR que destacaram outras tecnologias, inova\u00e7\u00f5es e cultivares que passaram por processo de registro<\/h2>\n

\u00c0 base de microalgas, biofertilizante org\u00e2nico mostra caminhos para esse insumo agr\u00edcola<\/a><\/p><\/blockquote>\n