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Pesquisadores do Departamento de Energia americano conseguiram aumentar taxas de conversão de energia usando mineral perovskite

Pesquisadores do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley, que integra o Departamento de Energia dos Estados Unidos (DOE, na sigla em inglês), afirmam ter feito uma “descoberta surpreendente”. Eles conseguiram aumentar para mais de 40% as taxas de conversão de energia de um módulo solar. A pesquisa foi publicada no jornal Nature Energy.

Usando um microscópio atômico, os pesquisadores observaram superfícies multifacetadas, como uma pedra preciosa, em células solares feitas com um mineral chamado perovskite. Alguns dos grãos, que tinham cerca de 200 mícrons de largura, possuíam facetas multi-angulares, enquanto outros eram mal formados. Estes mostraram eficiência energética de cerca de 31%, o que supera as taxas de eficiência dos modelos mais sofisticados de hoje, que atingem 22%.

Células solares com Perovskite

As facetas de alta performance das células solares com perovskite poderiam reservar o segredo para células solares altamente eficientes, “apesar de que mais pesquisa é necessária”, de acordo com cientistas do Molecular Foundry da Berkley Labs e do Joint Center para Artificial Photosynthesis.

“Se o material puder ser sintetizado para que apenas facetas muito eficientes sejam desenvolvidas, então nós poderemos ver um grande salto nas células solares perovskite”, disse Sibel Leblebici, pesquisador do Molecular Foundry em comunicado à imprensa.

Como células orgânicas solares feitas de materiais com base em carbono combinam vários metais, células perovskite são econômicas e fáceis de serem fabricadas, explicam os pesquisadores.

A grande maioria dos módulos solares é feita para telhados e atualmente contam com taxa de conversão de 15% a 17%, a taxa se refere a porcentagem de fótons dos módulos que podem ser transformadas em corrente elétrica.

E mais interessante, acrescentam os pesquisadores, é que a eficiência a cada celular solar perovskite em converter fótons em eletricidade aumentou mais rapidamente do que qualquer outro material até então, começando com 3% em 2009 – quando a pesquisa começou – aos atuais 22%, ou seja a mesma taxa de eficiência das células solares cristalinas baseadas em silício, que são o material que predomina nos dias de hoje.

MJ Shiao, diretor de pesquisa solar na GTM Research explicou que, em grandes sistemas de energia solar, módulos fotovoltaicos compensam mais de 50% dos custos do sistema e ganhos de tecnologia que podem ajudar a reduzir os custos de energia solar.

“Entretanto, é difícil apostar contra tecnologia cristalina de silício nos próximos anos”, diz Shiao. “Enquanto desenvolvimentos no laboratório mostram um potencial de material,  o desafio real é direcionar a produção  comercial a alto rendimento, baixo custo com um produto confiável que pode coincidir com a vida útil dos ativos de 20 a 30 anos para um sistema solar PV”.

Amit Ronen, director do Solar Institute da George Washington, disse que as células solares de perovskite são uma tecnologia particularmente promissora que poderia um dia gerar muito mais eletricidade por fóton que células solares baseadas em silício.

Porém, vale ressaltar que as novas células têm um longo caminho antes de deixarem o laboratório para competir com uma indústria de centenas de bilhões de dólares da produção a base de silício, um produto que já é, na maioria dos casos, mais econômico do que a geração de combustível fóssil.