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Células solares de perovskita fabricadas no vácuo produzem mais energia

Pesquisadores do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia de Ulsan (UNIST), na Coreia do Sul, desenvolveram células solares de perovskita de alta eficiência, estáveis e que podem ser fabricadas em escala industrial, sem prejudicar suas propriedades físicas e mecânicas.

Segundo os cientistas, esse avanço só foi alcançado graças ao uso de um equipamento de deposição a vácuo, um método de fabricação semelhante ao utilizado na produção de células orgânicas emissoras de luz, popularmente conhecidas como OLED.

“Nós conseguimos criar uma célula solar mais eficiente, usando uma camada de passivação de fase Ruddlesden-Popper (RP) — um tipo de estrutura de perovskita que consiste em placas bidimensionais intercaladas com cátions — processada em um ambiente sem oxigênio”, explica o aluno de engenharia elétrica Yunseong Choi, autor principal do estudo.

Controle e eficiência

Ao conseguir controlar a taxa de deposição da perovskita em sua fase RP, os pesquisadores obtiveram uma camada de passivação do material 2D altamente ordenada, influenciando diretamente na orientação cristalográfica da perovskita para torná-la mais eficiente e estável.

Representação das células solares de perovskita com uma camada de passivação (Imagem: Reprodução/UNIST)
Representação das células solares de perovskita com uma camada de passivação (Imagem: Reprodução/UNIST)

Essa camada 2D de perovskita atingiu uma eficiência de transporte de carga para as células solares incrivelmente alta. Nos testes realizados em laboratório, esse índice alcançou 21,4%, mantendo a umidade e a estabilidade térmica do dispositivo em temperatura ambiente.

“Esse resultado é, de longe, o maior já alcançado com uma célula solar de perovskita formada por deposição a vácuo. Isso mostra que estamos no caminho certo para conseguir produzir painéis fotovoltaicos capazes de gerar grandes quantidades de eletricidade”, acrescenta Choi em seu artigo publicado na revista Energy & Environmental Science.

Mais energia

As células de perovskita desenvolvidas pelos pesquisadores também apresentaram uma maior estabilidade operacional a longo prazo. Durante o experimento, o dispositivo manteve 62% de sua potência inicial em pouco mais de mil horas de operação constante.

Esquema demonstra a capacidade da perovskita para reter energia (Imagem: Reprodução/UNIST)
Esquema demonstra a capacidade da perovskita para reter energia (Imagem: Reprodução/UNIST)

Além disso, esses painéis fotovoltaicos também demonstraram ser muito mais resistentes do que soluções anteriores. Eles mantiveram a capacidade energética mesmo em temperatura ambiente e com uma umidade relativa do ar variando entre 60% e 70%.

“Nossas descobertas fornecem uma nova perspectiva para melhorar ainda mais o desempenho dos painéis solares de perovskita, abrindo um caminho muito promissor para o desenvolvimento de sistemas capazes de gerar eletricidade de forma limpa e sustentável”, encerra Yunseong Choi.

Fonte: Canaltech

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