Tecnologia com perovskitas alcança uma eficiência de 25% na conversão de energia luminosa em elétrica
Pesquisadores brasileiros estão desenvolvendo uma nova tecnologia de célula fotovoltaica de fabricação mais simples, barata e ainda menos impactante para o meio ambiente. As novas células solares de perovskitas alcançam uma eficiência de 25% na conversão de energia luminosa em elétrica, ultrapassando o porcentual das células de silício policristalino – ainda as mais comercializadas no mundo.
Os filmes de perovskita estão sendo produzidos a partir de soluções, também chamadas de tintas, em temperatura ambiente. No momento, a questão da durabilidade ainda está em teste e, quando for resolvida, deverá permitir o uso da energia solar em uma escala revolucionária.
“A produção da célula de silício é mais limitada. Elas só podem ser fabricadas em ambientes com elevado controle de particulados e demandam temperaturas que vão a mais de 1.500º C. Por isso, embora seu preço tenha caído bastante nos últimos anos, os painéis solares à base de silício são muito caros”, conta a professora Ana Flávia Nogueira, da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp).
A primeira célula solar de perovskita (óxido de cálcio e titânio) foi desenvolvida pela primeira vez pela equipe no país em 2016.
Agora, os pesquisadores se concentram na melhoria das próprias células e dos processos para fabricá-las. “Chegamos próximos do limite teórico de eficiência, em torno de 30%. Mas precisamos dar um passo atrás para entender melhor esses materiais. O trabalho envolve luz síncrotron e nanoespectroscopia com infravermelho e foi usado pela primeira vez na caracterização de perovskitas,” afirmou Ana Flávia.
À frente deste trabalho está o pesquisador Rodrigo Szostak.Szostak, que usou o Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS) para mapear grãos nanométricos individuais nos filmes de perovskita. Por meio disso, é possível entender em que fase acontece o processo de degradação indesejável. Umidade ou temperatura, por exemplo, influenciam a forma de organização dos átomos, fazendo com que possam passar de uma estrutura com atividade fotovoltaica para uma estrutura inativa.
O estudo mostrou que o processo de degradação indesejável se inicia – na interface entre os grãos individuais do cristal. Agora, pesquisadores de outras partes do mundo poderão usar essas informações para tentar evitar ou minimizar o processo, melhorando ainda mais a qualidade das células solares de perovskita.
A pesquisa também avançou na sintetização de perovskitas bidimensionais, na forma de filmes com apenas uma camada de átomos do cristal de espessura.
Na prática, um LED e uma célula solar são essencialmente o mesmo componente, só enquanto a célula solar capta a luz e gera eletricidade, o LED recebe a eletricidade e a transforma em luz. É por isso que se espera que as perovskitas venham a impactar uma ampla gama de tecnologias fotônicas.
Agradecimentos PORTAL SOLAR
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