Células solares altamente eficientes podem agora ser produzidas ‘como se fossem jornais’, revela estudo
Cientistas da Universidade Municipal de Hong Kong (CityUHK) desenvolveram células solares de perovskita altamente eficientes, imprimíveis e estáveis para alcançar a neutralidade de carbono e promover o desenvolvimento sustentável.
O novo tipo de células solares de perovskita pode ser produzido em massa a uma velocidade comparável à impressão de jornais, com uma produção diária de até mil painéis solares. Devido às suas características flexíveis e semitransparentes, também podem ser transformadas em janelas de vidro que absorvem luz, concretizando o conceito de “quintas solares urbanas” em cidades com muitos edifícios altos.
O estudo, liderado por cientistas da CityUHK (Hong Kong), foi publicado na ‘Nature Energy’ e demonstrou uma estratégia eficaz para melhorar a estabilidade a longo prazo das células solare de perovskita: as células integradas retêm mais de 90% da sua Eficiência de Conversão de Energia (PCE) inicial após 500 horas de operação.
A estabilidade operacional das perovskitas tem sido um desafio para os cientistas há mais de uma década. No entanto, a equipa de pesquisa da CityUHK abordou o problema com soluções criativas de ciência de materiais: projetou uma série de mediadores redox orgânicos com potenciais químicos apropriados para reduzir seletivamente o iodo e oxidar metais.
Depois de o dispositivo de perovskita ter sido integrado à célula solar em tandem orgânica de perovskita monolítica como uma subcélula de banda larga, a célula em tandem encapsulada foi submetida à iluminação de 1 sol (espectro AM 1,5G, sem filtro UV): reteve 92% de seu PCE inicial após 500 horas de operação contínua a ∼45 °C. A equipa também relatou eficiência recorde de 25,22% (24,27% certificada).
“Fomos a primeira equipa a propor o uso de métodos redox e de síntese química para resolver fundamentalmente o problema, garantindo efetivamente a estabilidade da células solares de perovskita”, indica Wu Shengfan, primeiro autor do artigo.
A energia fotovoltaica perovskita pode absorver energia mesmo sob luz interna fraca e tem flexibilidade mecânica. Eles podem ser integrados e aplicados em diversos cenários, desde grandes edifícios e quintas até diversos componentes da Internet das Coisas. A equipa de cientistas também planeia estabelecer uma linha de produção piloto, com produção anual de 25 megawatts em Hong Kong, dentro de um ano e meio e lançar produtos para a indústria, combinando investidores para testar aplicações.