Avanços recentes nas células solares sensibilizadas por corante: um panorama de tecnologias e desafios

Abstract

As células solares sensibilizadas por corante (DSSCs) destacam-se como tecnologia fotovoltaica promissora devido ao baixo custo, flexibilidade e desempenho sob iluminação difusa. Contudo, desafios como a eficiência limitada (<15%), a degradação dos componentes e a concorrência com tecnologias emergentes, como as células de perovskita, motivaram esta pesquisa, que buscou mapear os avanços recentes e identificar estratégias para viabilizar sua aplicação comercial. A abordagem metodológica combinou análise bibliométrica (422 artigos indexados na Web of Science, entre 2014 e 2024) e revisão sistemática, com o uso de ferramentas como VOSviewer e Bibliometrix. A análise revelou um declínio médio anual de 15,28% na produção científica sobre DSSCs, indicando uma migração de interesse para as perovskitas. O periódico Materials Letters destacou-se com 61 documentos, evidenciando sua dominância por favorecer estudos curtos e aplicados sobre síntese de materiais. Na rede de colaboração internacional, o cluster liderado pela École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), sob liderança de Michael Grätzel — inventor das DSSCs —, apresentou forte protagonismo. As tendências temáticas apontaram para um foco crescente em desempenho, com destaque para palavras-chave como performance e efficiency. Além disso, identificaram-se novos materiais promissores, como eletrólitos sólidos, corantes naturais e nanoestruturas de TiO2/WO3, capazes de elevar a eficiência das DSSCs a até 13% e melhorar sua estabilidade. A liderança em patentes ficou concentrada na China, Coreia do Sul e Estados Unidos, com foco em soluções híbridas e dispositivos de estado sólido. A literatura recente destaca avanços na viabilidade comercial, especialmente em aplicações de baixa potência, como Internet das Coisas (IoT) e sistemas integrados a edifícios (BIPV). Conclui-se que as DSSCs permanecem relevantes no cenário fotovoltaico, desde que futuras pesquisas priorizem a otimização de materiais com o suporte da inteligência artificial e a integração com tecnologias complementares. Este trabalho contribui ao sistematizar lacunas críticas e indicar caminhos estratégicos para superar as barreiras à competitividade industrial dessa tecnologia.