Pesquisadores chineses conseguiram projetar uma célula solar de perovskita invertida, ou antiperovskita com uma taxa de eficiência muito boa sem comprometer a estabilidade.
A criação foi descrita em um artigo publicado no início de julho no periódico Nature Photonics por uma equipe de pesquisadores chineses.
A humanidade tem estado, ultimamente, muito mais preocupada com a pegada de carbono e os impactos no meio ambiente. Assim, a obtenção de energia por meio da queima de combustíveis e produção hidrelétricas, que causam grandes impactos ao meio ambiente, estão sendo um tanto evitadas.
Dessa maneira, pesquisas para se melhorar a produtividade na produção de energia eólica e solar estão sendo realizadas o tempo todo por todo o mundo. Com isso, os cientistas têm o intuito de diminuir o impacto da humanidade na produção energética.
Um dos materiais sendo estudados para a produção de energia solar é a perovskita, ou a antiperovskita, uma estrutura cristalina semelhante ao mineral de ocorrência natural e relativamente raro e que pode fornecer propriedades úteis para a produção de energia fotovoltaica.
Para o desenvolvimento da célula de energia solar, a equipe utilizou um novo material de perovskita híbrida de alta entropia (HEHP, sigla em inglês para high-entropy hybrid perovskite).
“Nosso trabalho destaca o potencial de um tipo de estrutura de alta entropia, ou seja, perovskita híbrida de alta entropia (HEHP), em melhorar a eficiência e a estabilidade das células solares de perovskita”, disse o autor correspondente da pesquisa, Jingjing Xue, à PV Magazine.
“Esta interessante estrutura é caracterizada por metades orgânicas altamente desordenadas para induzir o ganho de entropia, e exibindo estabilidade térmica e robustez estrutural superiores às suas contrapartes de componentes únicos ordenadas. Dada a rica química das metades orgânicas, esperamos que esta descoberta possa abrir mais oportunidades para ajustar as propriedades das perovskitas e outros materiais relacionados”, completa Xue.
A alta entropia na célula solar de perovskita invertida é o segredo para conseguir uma boa eficiência, conforme os pesquisadores.
No artigo, a equipe explica: “Materiais de alta entropia consistindo de múltiplos componentes desordenados podem exibir propriedades de materiais melhoradas em comparação com seus constituintes individuais”.
“Embora vários materiais de alta entropia tenham sido desenvolvidos com base na desordem configuracional de componentes inorgânicos mistos, o potencial de metades orgânicas para estruturas de alta entropia permanece pouco explorado”, dizem os pesquisadores.
Célula solar de perovskita invertida ou silício?
Atualmente, são muito utilizadas as placas fotovoltaicas baseadas em silício – um elemento extremamente importante para o mundo atual, já que é a base para a fabricação de hardwares.
Entretanto, para a produção de eletricidade por meio da luz solar, o silício pode ser superado pela perovskita. Entretanto, as placas baseadas no mineral ainda não estão prontas comercialmente, já que ainda precisam ser acertados muitos detalhes – por isso a importância de pesquisar e desenvolver a tecnologia.
A perovskita pode, em relação ao silício, oferecer muitas vantagens – placas mais flexíveis, semitransparentes, mais finas, leves e mais baratas. Além disso, as placas baseadas no mineral reagem com mais frequências de luz do que as placas de silício, podendo gerar mais energia.
Dentro dessas necessidades de melhorias, o estudo em questão ajuda a melhorar a estabilidade dessas placas. Os pesquisadores realizam, no artigo, um comentário em relação à placa de perovskita que estão desenvolvendo: “Pode servir como uma estratégia altamente universal e tolerante a erros para melhorar o desempenho das células solares de perovskita em vários cenários, o que é crucial para melhorar o rendimento de produção de dispositivos de perovskita na futura produção industrial em massa”.
Em relação ao objeto de comparação, a célula solar de perovskita invertida superou, com 25,7% de eficiência de conversão energética – frente aos 23,2% do comparativo. Em relação à estabilidade, entre o início da operação e o momento em que atingiu mil horas de uso, ela manteve 98% de estabilidade em sua eficiência.
