Combinar perovskita com silício faz células solares converterem mais energia do sol em eletricidade. O material, um cristal fino de cerca de um micrômetro, levou as células solares que o utilizaram em sua composição ao recorde mundial de eficiência de 29.52% de conversão de energia solar.
Uma célula solar que une perovskita e silícioFonte: Oxford PV
O possível auxílio para a produção de energia limpa vem em boa hora, já que muitos países estão empenhados em reduzir suas emissões de gases do efeito estufa ou até mesmo alcançar emissões líquidas zero para cumprir as metas climáticas das Nações Unidas: manter o aumento de temperatura abaixo de 1,5 ºC até 2050.
As tecnologias de energia renovável, especialmente os painéis de energia solar, devem ter um papel significativo nos próximos anos para atingir esses objetivos.
Há décadas os cientistas vêm tentando maximizar a quantidade de energia que pode ser extraída do sol — o recurso de energia mais abundante do mundo. Aqui no Brasil, a Unicamp tem trabalhado com o material desde 2016.
Agora, pesquisadores da Oxford Photovoltaics Limited (Oxford PV, uma empresa da Universidade de Oxford, na Inglaterra, especializada no campo de células fotovoltaicas de perovskita) conseguiram alcançar o recorde de eficiência com o uso do material unido ao silício.
Os resultados, já disponíveis na revista científica Applied Physics Letters, descrevem como o emparelhamento de perovskitas de haleto metálico com silício convencional leva a uma célula solar poderosa, que supera o limite de eficiência prática de 26% alcançado com o uso de células de silício sozinhas. "Identificamos as perovskitas como o parceiro perfeito para um sistema de emparelhamento com silício", disse a autora do estudo, Laura Miranda Pérez, em um comunicado da universidade.
Conheça a perovskita
Perovskita é o nome de uma estrutura cristalina descoberta pelo mineralogista alemão Gustav Rose em 1839, nos Montes Urais, na Rússia. O mineral ganhou esse nome em homenagem ao também mineralogista russo Conde Lev Alexevich von Perovski. Desde então, perovskita é o nome utilizado para designar uma classe de materiais.
Uma perovskita pode ser inorgânica ou híbrida – com alguns componentes orgânicos, como é o caso das utilizadas em células solares. A família das perovskitas com propriedades fotovoltaicas é composta por um cátion orgânico e um inorgânico (chumbo ou estanho) e um halogênio, que pode ser iodo, bromo ou cloro.
As perovskitas são minerais que atendem a todos os requisitos para integrar uma célula fotovoltaica e podem ser fabricadas usando processos já existentes. Seus recursos as tornam uma adição simples, "plug-and-play", perfeita para combinar com a tecnologia existente, já que pode ser depositada como uma camada adicional em uma célula solar de silício convencional.
A composição elementar da perovskita está prontamente disponível nas cadeias de suprimentos existentes, o que fornece um caminho tranquilo para expandir a tecnologia rapidamente e atender às ambiciosas metas de energia solar necessárias para enfrentar as mudanças climáticas.
O futuro da energia solar
A maior produção de energia das células emparelhadas de perovskita com silício poderia compensar a pegada de carbono incorporada na produção de silício de alta pureza necessária para células fotovoltaicas.
Os pesquisadores de Oxford se concentraram em células solares emparelhadas por sete anos, e o grupo agora está muito perto de iniciar a produção comercial em massa em sua fábrica em Brandenburg, na Alemanha.
“Queremos ajudar as pessoas a compreender o enorme potencial da tecnologia de silício com perovskita para aumentar a eficiência das instalações solares e ajudar o mundo a alcançar o objetivo de fornecer energia sustentável para todos”, afirmou Miranda Pérez.
ARTIGO Applied Physics Letters: doi.org/10.1063/5.0054086
Fontes
