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Avanço tecnológico melhora estabilidade e vida útil das células solares, aproximando sua aplicação em larga escala
Uma equipe de cientistas desenvolveu uma célula solar de perovskita capaz de suportar condições extremas de calor e umidade.
O avanço foi possível graças a uma nova película protetora e pode representar um grande passo para tornar esse tipo de tecnologia viável comercialmente.
Alta eficiência e resistência térmica
O projeto foi liderado pelo Professor Dong Suk Kim, da Escola de Pós-Graduação em Neutralidade de Carbono da UNIST, na Coreia do Sul, em parceria com o Professor Tae Kyung Lee, da Universidade Nacional de Gyeongsang (GNU).
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Juntos, os pesquisadores conseguiram fabricar uma célula solar com eficiência inicial de 25,56%, que manteve mais de 85% dessa performance após 1.000 horas de exposição a 85 °C e 85% de umidade relativa.
Esses resultados foram divulgados na revista científica Energy & Environmental Science e destacam a importância da nova película aplicada. A camada atua como um escudo protetor, aumentando a estabilidade térmica da célula, um dos principais obstáculos à sua comercialização.
Substituição de componente-chave
Para atingir esse desempenho, a equipe substituiu um aditivo tradicionalmente usado em células solares de perovskita: o 4-terc-butilpiridina (tBP).
Esse composto melhora a eficiência energética, mas reduz a temperatura de transição vítrea (Tg) da célula para menos de 80 °C, tornando-a vulnerável a deformações em altas temperaturas.
No lugar do tBP, os pesquisadores utilizaram o carbonato de etileno (EC). Esse novo aditivo permitiu elevar a temperatura de transição vítrea para 125 °C, aumentando significativamente a estabilidade da célula solar.
Além disso, o EC apresentou uma capacidade maior de dissolver uniformemente o dopante LiTFSI, o que resultou em um transporte de carga mais eficiente dentro da célula.
Desempenho mantido em escala maior
Mesmo quando o módulo foi ampliado para uma área de 100 cm², a célula solar manteve alta eficiência, atingindo 22,14%. Isso é um indicativo de que a tecnologia pode ser viável não somente em laboratório, mas também em aplicações de maior escala.
A eficiência energética registrada de 25,56% é a mais alta entre as células solares que não utilizam tBP. Após o encapsulamento, o desempenho se manteve praticamente estável.
Em testes simulando condições extremas, a eficiência ainda alcançou 21,7% após mil horas de operação contínua.
O professor Kim destacou que essa inovação no sistema da camada de transporte de lacunas é essencial para garantir alta eficiência e estabilidade. Ele classificou os resultados como um avanço importante rumo à aplicação prática das células solares de perovskita.
A durabilidade atingida em calor e umidade extremos indica que a nova abordagem pode ajudar a superar as limitações que ainda impedem a adoção comercial em larga escala desse tipo de célula solar.
Os resultados foram publicados na revista Energy & Environmental Science.
