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Células solares de perovskita prolongam a vida útil para 30 anos

Células solares de perovskita prolongam a vida útil para 30 anos

September 27,2022.

Pesquisadores da Universidade de Princeton desenvolveram a primeira célula solar de perovskita comercialmente viável, marcando um marco importante em uma tecnologia emergente de energia renovável, de acordo com a última edição da revista Science. A equipe espera que seu dispositivo opere por cerca de 30 anos além do padrão da indústria, muito além do limite de vida útil de 20 anos para células solares.

O dispositivo não é apenas durável, mas também atende aos padrões comuns de eficiência energética. É o primeiro de seu tipo a rivalizar com o desempenho de células baseadas em silício.

As perovskitas são semicondutores com uma estrutura cristalina especial que são ideais para uso na tecnologia de células solares. Eles podem ser feitos à temperatura ambiente e usam muito menos energia que o silício, tornando-os mais baratos e mais sustentáveis ​​de produzir.

As primeiras células solares de perovskita (PSCs) surgiram entre 2009 e 2012 e duraram apenas alguns minutos. O recorde de 2017 foi de um ano de operação com bateria sob iluminação contínua à temperatura ambiente, enquanto o novo dispositivo foi capaz de operar em condições de laboratório por cinco anos. O projeto recorde destaca o potencial durável dos PSCs, particularmente como uma maneira de levar a tecnologia de células solares além dos limites do silício, disseram os pesquisadores.

Desta vez, os pesquisadores colocaram diferentes materiais em camadas para otimizar a absorção de luz, protegendo as áreas mais vulneráveis ​​da exposição. Eles desenvolveram uma "camada de cobertura bidimensional" ultrafina entre dois ingredientes principais: uma camada absorvente de perovskita e uma camada carregada feita de sais de cobre e outras substâncias. O objetivo é evitar que os semicondutores de perovskita queimem dentro de semanas ou meses.

Os pesquisadores também permutaram os projetos dezenas de vezes, alterando os pequenos detalhes na geometria e o número de camadas de sobreposição e experimentando dezenas de combinações de materiais. Os resultados experimentais mostram que o novo dispositivo pode exercer um pico de eficiência de mais de 80% sob a condição de uma temperatura média de cerca de 35°C e iluminação contínua por pelo menos 5 anos.

A longo prazo, as perovskitas podem ser fabricadas à temperatura ambiente, dizem os pesquisadores, e sua fabricação evita a queima de grandes quantidades de combustíveis fósseis. Mas o desenvolvimento de novas tecnologias não significa que os PSCs substituirão amplamente os dispositivos de silício, mas sim complementarão as tecnologias mais antigas, tornando os painéis solares mais baratos, mais eficientes e duráveis, e estendendo a energia solar para a vida moderna.





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