Como Células Solares de Perovskita Produzem Eletricidade com Luz Artificial em Ambientes Internos

Células Solares de Perovskita: Inovação para Ambientes Internos

Pesquisadores do Centro de Inovação em Novas Energias (CINE), em parceria com cientistas italianos, desenvolveram células solares de perovskita com desempenho superior na conversão de luz artificial em eletricidade em ambientes internos. Essa inovação pode fornecer energia limpa e renovável para dispositivos em residências, comércios e indústrias, eliminando a necessidade de pilhas ou baterias.

O CINE e as Pesquisas em Energias Renováveis

O CINE é um Centro de Pesquisa Aplicada financiado pela FAPESP e pela Shell, estabelecido em 2018 e situado na Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), Universidade de São Paulo (USP), além da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), com a participação de outras instituições brasileiras. O mercado de fotovoltaicos para interiores atingiu aproximadamente US$ 1,2 trilhão em 2023, embora a baixa luminosidade em ambientes internos apresente desafios significativos para tecnologias fotovoltaicas convencionais.

Superando Desafios com Inovação

Um estudo publicado na revista Nano Energy aborda como os pesquisadores superaram a baixa eficiência em ambientes internos através de um tratamento superficial inovador na camada de perovskita. "Sob condições de iluminação interna (1000 lux, 500 lux e 200 lux), nosso tratamento reduz significativamente os estados de armadilha interfacial, permitindo um desempenho em cerca de 34% para módulos de perovskita de baixo bandgap," afirma a pós-doutoranda Francineide Lopes de Araújo.

Este tratamento envolve a aplicação de uma mistura do sal orgânico PEAI e do aditivo DIO sobre a camada de perovskita, formando uma camada bidimensional que neutraliza defeitos superficiais e potencializa o desempenho do dispositivo. A metodologia é vantajosa por não exigir tratamentos térmicos, ocorrendo em temperatura ambiente.

Fabricação e Escalonamento de Células Solares

Os pesquisadores fabricaram dispositivos em diferentes escalas, variando de células solares de pequena área até módulos de até 121 cm², compostos por até 15 subcélulas conectadas em série. Araújo destaca que esta estratégia possui um forte potencial competitivo em comparação a outras metodologias, especialmente pela sua simplicidade de fabricação e baixo custo.

Colaboração Internacional e Impacto na Tecnologia

A colaboração com o Centro de Energia Solar Híbrida e Orgânica (Chose) em Roma, um dos centros de referência em pesquisa de dispositivos fotovoltaicos de perovskita, foi fundamental. Araújo realizou um estágio de pesquisa pós-doutoral de 2022 a 2023, financiado pela FAPESP, onde a infraestrutura avançada do Chose possibilitou a validação dos dispositivos.

Os resultados obtidos não só reforçam a aplicabilidade da tecnologia fotovoltaica basada em perovskita, mas também a potencializam para o uso em dispositivos eletrônicos de baixa potência em ambientes internos. "Os avanços tecnológicos alcançados contribuem para tornar as células solares de perovskita mais viáveis para aplicações comerciais," conclui Araújo.

Leitura Recomendada

O artigo completo, intitulado Empowering perovskite modules for solar and indoor lighting applications by 1,8-diiodooctane/phenethylammonium iodide 2D perovskite passivation strategy, pode ser acessado em ScienceDirect.

Essas inovações no campo das células solares de perovskita não apenas aumentam a eficiência energética, mas também apresentam um caminho promissor para uma energia mais sustentável e acessível, abordando as crescentes demandas por fontes de energia renováveis.

Informações da Agência FAPESP