Uma equipe liderada pelo MIT apresentou um “guia” sobre como ajustar as propriedades de superfície das perovskitas, uma alternativa ao silício – e aqui está o motivo pelo qual isso é significativo para a energia solar. As células solares de perovskita, inspiradas no mineral com uma estrutura cristalina semelhante, têm sido um tema sério de pesquisa no setor de energia renovável há alguns anos.
Seu potencial para redefinir o panorama da energia solar é amplo, oferecendo uma combinação tentadora de alta eficiência, baixos custos de fabricação e a capacidade única de ser aplicada a uma variedade de substratos, desde vidro rígido até materiais flexíveis.
Sua versatilidade abre novos caminhos para instalações solares, desde edifícios urbanos até aplicações portáteis e fora da rede elétrica. No entanto, as perovskitas enfrentaram desafios significativos, especialmente em relação à durabilidade e à retenção de eficiência ao serem ampliadas para tamanhos maiores – questões que têm dificultado sua transição do laboratório para a viabilidade comercial. Entra em cena o novo artigo inovador de uma equipe de pesquisadores liderada pelo MIT, em colaboração com cientistas de todo o mundo.
Seu trabalho inovador, publicado hoje na revista Nature Energy, aborda os dois principais obstáculos que têm prejudicado as células solares de perovskita: sua longevidade e o desafio de manter alta eficiência em áreas de módulos maiores.
Este artigo essencialmente apresenta um guia sobre como ajustar as superfícies, onde muitas dessas imperfeições estão, para garantir que a energia não seja perdida nas superfícies. É uma descoberta realmente significativa para o campo. Este é o primeiro artigo que demonstra como controlar e engenheirar sistematicamente campos de superfície em perovskitas.
Dane deQuilettes, um ex-pesquisador do MIT que agora é co-fundador e diretor científico da startup Optigon.
Tradicionalmente, as células de perovskita têm enfrentado desafios para igualar a durabilidade de suas contrapartes de silício, que podem funcionar de maneira confiável por mais de duas décadas. Por outro lado, as perovskitas têm mostrado uma tendência à degradação após apenas alguns meses a alguns anos de operação. Além disso, reproduzir as altas eficiências alcançadas em amostras de laboratório em pequena escala em painéis maiores e comercialmente viáveis tem sido um desafio técnico significativo.
A pesquisa liderada pelo MIT concentra-se na engenharia intricada da estrutura nanométrica das células solares de perovskita para otimizar sua eficiência e prolongar sua vida útil operacional. Um aspecto-chave da abordagem dos pesquisadores envolve uma técnica chamada “passivação”, que visa estabilizar a superfície e as interfaces do material. A passivação reduz a degradação das células, garantindo que mantenham sua eficiência por um período mais longo. Ao analisar e alterar as interfaces onde o material de perovskita encontra outros componentes dentro da célula, a equipe conseguiu desbloquear novas estratégias para aprimorar estabilidade e desempenho.
Este trabalho é impactante pois não apenas demonstra como melhorar a durabilidade e eficiência das células solares de perovskita, mas também lança luz sobre os mecanismos subjacentes que levam à sua degradação. As percepções dos pesquisadores oferecem um mapa mais claro para o desenvolvimento de células de perovskita que possam competir e potencialmente superar o desempenho das tradicionais células solares de silício em termos de eficiência, custo e flexibilidade de aplicação.
A equipe global liderada pelo MIT basicamente forneceu direções para futuros esforços de engenharia com o objetivo de comercializar células solares de perovskita. O professor do MIT, Vladimir Bulovic, afirmou: “Acredito que estamos à porta das primeiras demonstrações práticas de perovskitas em aplicações comerciais. E essas primeiras aplicações estarão longe do que seremos capazes de fazer daqui a alguns anos.”
Bulovic acrescentou ainda que as perovskitas devem ser vistas como um complemento à energia fotovoltaica de silício – “mais uma maneira de acelerar a implantação da eletricidade solar”.
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