Você sabe quais os benefícios da perovskita? Ela é a principal candidata a eventualmente substituir o silício na fabricação de células fotovoltaicas, pois promete ser uma alternativa mais eficiente e barata. 

Inclusive, já alcançam uma eficiência de 25,2% na conversão de energia luminosa em elétrica, ultrapassando o percentual das células de silício cristalino.

De acordo com Ana Flávia Nogueira, pesquisadora do CINE (Centro de Inovação em Novas Energias), o material vem passando nos testes de estabilidade e a expectativa é que seja até comercializado nos próximos anos. 

Portanto, não há dúvidas de que as perovskitas, que ainda estão em fase de pesquisa, poderão ganhar cada vez mais força no mercado fotovoltaico, afinal, apresentam inúmeras vantagens para quem as utilizam. 

Segundo Jason Yoo, pesquisador do MIT (Instituto de Tecnologia de Massachusetts), há um vasto número de combinações químicas possíveis que estão atraindo interesse mundial. 

“Isso se deve em parte aos processos de processamento e manufatura muito mais simples, que para o silício ou arseneto de gálio requerem calor sustentado de mais de 1.000 °C. Em contraste, as perovskitas podem ser processadas a menos de 200 °C, em solução ou por deposição de vapor”, explicou.

A outra grande vantagem desse material sobre muitos outros substitutos candidatos é que ele forma camadas extremamente finas enquanto ainda captura a energia solar fotovoltaica de forma eficiente. 

“As células de perovskita têm o potencial de ser leves em comparação com o silício, em ordens de magnitude”, disse o químico Moungi Bawendi, que também é docente no MIT.

Yoo ainda destacou que as mesmas têm um bandgap maior do que o do silício, o que significa que absorvem uma parte diferente do espectro de luz e, assim, podem complementar tais células para fornecer eficiências combinadas ainda maiores. 

“O que estamos demonstrando é que, mesmo com uma única camada ativa, podemos fazer eficiências que ameaçam o silício e, com sorte, no alcance do arseneto de gálio. E ambas as tecnologias existem há muito mais tempo que as perovskitas”, ressaltou. 

Mais vantagens

Outra chave para a melhoria da eficiência do material, para Bawendi, está na camada de transporte de elétrons. “A perovskita em si é revestida por uma camada condutora transparente, usada para transportar uma corrente elétrica da célula para o local onde pode ser usada”.

“No entanto, se estiver diretamente ligada à própria perovskita, os elétrons e suas contrapartes, chamados lacunas, simplesmente se recombinam no local e nenhuma corrente flui”, apontou. 

No projeto dos pesquisadores, a perovskita e o revestimento condutor são separados por um tipo aprimorado de camada intermediária que pode deixar os elétrons passarem, evitando a recombinação.

O método que eles usam é chamado de deposição em banho químico. “É como cozinhar lentamente em uma panela elétrica”, exemplificou Moungi Bawendi.

De acordo com o estudo, com um banho a 90 °C, os precursores químicos se decompõem lentamente para formar a camada de dióxido de estanho no local. 

“A equipe percebeu que se entendêssemos os mecanismos de decomposição desses precursores, teríamos um melhor entendimento de como esses filmes se formam. Conseguimos encontrar a janela certa na qual a camada de transporte de elétrons com propriedades ideais pode ser sintetizada”, concluiu. 

Sobre a perovskita

A perovskita é uma estrutura cristalina que ocorre em rochas metamórficas, que são formadas por mudanças de rochas preexistentes, provocadas por aumento de pressão e temperatura. O mineral foi descoberto nos montes Urais, na Rússia, por Gustav Rose, um mineralogista alemão, em 1939.

Uma perovskita pode ser puramente inorgânica ou híbrida, onde alguns componentes são orgânicos, como é o caso das utilizadas em células solares.