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Brasileiros avançam na produção de células solares inovadoras

Compartilhe:     |  6 de dezembro de 2016

Há poucos meses, pesquisadores da Unicamp (Universidade Estadual de Campinas) apresentaram os primeiros protótipos de células solares de perovskitas feitas no Brasil, um dos materiais mais promissores e mais pesquisados atualmente em todo o mundo. Agora foi a vez de uma equipe da Unesp (Universidade Estadual Paulista) dar um passo adicional, alcançando uma eficiência de 15% na conversão de energia solar em eletricidade.

Atualmente, as células solares mais comuns são feitas de silício, que apresentam uma eficiência de conversão de energia na faixa de 20%. Mas elas parecem ter chegado ao limite porque, nos últimos 15 anos, não foram observados progressos com as células de silício e sua eficiência permanece estagnada.

A nova tecnologia fotovoltaica, usando cristais de perovskitas, foi descoberta em 2009. “Inicialmente, a eficiência de conversão de energia das células solares de perovskita era de apenas 3%. Hoje, já temos eficiências tão altas quanto 22%. Esse rápido avanço colocou as células solares de perovskitas em competição com as células de silício comerciais e essa tecnologia já é considerada promissora para a aplicação em larga escala,” detalhou a pesquisadora Sílvia Letícia Fernandes, responsável pelos novos aprimoramentos.

A inovação no trabalho de Sílvia foi a introdução de óxido de nióbio como parte da célula solar, a fim de melhorar seu desempenho: “Conseguimos bons resultados quando inserimos o óxido de nióbio nas células, inclusive um ganho na estabilidade do dispositivo. Vale ressaltar que o uso do nióbio é de grande interesse para o nosso país, visto que mais de 90% das reservas desse mineral estão localizadas no Brasil.”

Mas ainda existem desafios a vencer para que as células de perovskitas saiam dos laboratórios e cheguem aos telhados das casas

Perovskitas
Perovskita é um termo geral usado para designar a estrutura do material – CH3NH3PbI3 é o material mais utilizado – responsável por absorver a luz do sol e gerar corrente elétrica.

Existem várias vantagens que as células de perovskitas apresentam sobre as de silício tradicionais.

“Enquanto o dióxido de silício (SiO2) é abundante na forma de areia de praia, separar as moléculas de oxigênio ligadas ao silício requer uma quantidade gigantesca de energia. O dióxido de silício funde a altas temperaturas, acima de 1500 °C, o que paradoxalmente libera mais emissão de dióxido de carbono na atmosfera e também cria um limite fundamental sobre o custo de produção das células solares de silício. Outra complicação das células fotovoltaicas de silício é que elas são pesadas e rígidas. Estes painéis pesados contribuem para os altos custos de montagem das matrizes e módulos fotovoltaicos de silício,” comenta a pesquisadora.

Como são feitas de filmes finos – as perovskitas são consideradas um material bidimensional, como as folhas de grafeno – elas são muito mais flexíveis e têm potencial para serem mais baratas.

Desafios a vencer
Enquanto as células solares de silício são consideradas uma tecnologia madura, o progresso das células de perovskitas continua a florescer. Em sete anos, sua eficiência aumentou cinco vezes, tendo duplicado apenas nos últimos dois anos.

Mas ainda existem desafios a vencer para que as células de perovskitas saiam dos laboratórios e cheguem aos telhados das casas.

“Células de silício são extremamente resistentes, o que não é o caso das de perovskitas. Estas permanecem suscetíveis à água, ao ar e à luz. Além disso, a questão de como produzir células solares de perovskita em grande escala de forma competitiva com a tecnologia de silício é ainda um ponto de interrogação. Mas, com o aumento exponencial da eficiência de conversão de energia, baixos custos de produção e métodos fáceis de fabricação que são ambientalmente amigáveis, o potencial das células solares de perovskitas é promissor e brilhante,” prevê Sílvia.



Fonte: EcoD - Inovação Tecnológica



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