Revolução na energia solar: células de perovskita para o futuro!

Revolução na energia solar: células de perovskita para o futuro!

A pesquisa de novos materiais para energia fotovoltaica está ganhando impulso. As perovskitas, consideradas uma alternativa econômica às clássicas células solares de silício, são particularmente promissoras. Essas descobertas vêm de pesquisadores da Universidade Friedrich-Alexander Erlangen-Nuremberg (FAU), que estão trabalhando intensamente no fluxo de eletricidade em materiais de perovskita no Campus de Energia de Nuremberg (EnCN). As células de perovskita têm o potencial de provocar uma revolução na energia solar.

As células solares de perovskita têm várias vantagens. Sua produção é mais barata em comparação com as células solares convencionais, que são baseadas em semicondutores de silício com uso intensivo de energia. Eles também alcançam uma alta eficiência de mais de 26% e apresentam alta tolerância a defeitos. Esta propriedade permite que eles mantenham suas propriedades optoeletrônicas mesmo na presença de defeitos na estrutura cristalina. No entanto, a utilização de chumbo como componente nestas células é também uma clara desvantagem, uma vez que apresenta riscos ambientais e de saúde.

Pesquisa sobre estabilidade a longo prazo

Um tópico central da pesquisa atual é a estabilidade a longo prazo das células solares de perovskita. Uma equipe internacional liderada pelo Prof. Antonio Abate conduziu um estudo para investigar os efeitos de ciclos extremos de temperatura nesses materiais. A parte experimental do estudo envolveu variações de temperatura entre -150 °C e +150 °C, que simularam o comportamento das microestruturas e as interações entre as camadas das células sob condições extremas. Os resultados foram publicados recentemente na revista Nature Reviews Materials.

Os pesquisadores descobriram que o estresse térmico desempenha um papel crucial na degradação das perovskitas de iodetos metálicos. Estas células podem atingir eficiências de até 27 por cento, embora a sua estabilidade a longo prazo no uso exterior seja considerada questionável. Idealmente, os módulos solares devem proporcionar rendimentos estáveis ​​durante pelo menos 20 a 30 anos para serem economicamente viáveis.

Etapas necessárias para melhoria

A fim de melhorar a estabilidade em condições reais, os investigadores da FAU estão a desenvolver critérios para tolerância a defeitos em ligações de semicondutores. O processo de fabricação de células de perovskita poderia ser otimizado através de melhorias na qualidade cristalina, bem como de camadas tampão apropriadas. Protocolos de testes padronizados para determinar a estabilidade durante mudanças de temperatura também são necessários para compreender melhor os desafios do uso externo.

Em resumo, a pesquisa sobre perovskitas oferece uma perspectiva promissora para células solares de baixo custo e longa duração que podem ser mais facilmente adaptadas a diversas aplicações. Apesar dos desafios, especialmente no que diz respeito à estabilidade a longo prazo e ao teor de chumbo, o desenvolvimento futuro destas tecnologias poderá ser crucial para a direção futura da energia fotovoltaica. Os investigadores da FAU estão a trabalhar para fazer previsões fiáveis ​​sobre materiais ecológicos, a fim de encontrar soluções a longo prazo.