Plataforma desenvolvida em Campinas combina raios X e controle de luz, temperatura e umidade para acompanhar mudanças microscópicas enquanto os dispositivos geram eletricidade
Cientistas do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), em Campinas, desenvolveram um instrumento para observar o interior de células solares durante seu funcionamento, segundo reportagem da Agência FAPESP publicada em 2 de outubro de 2026. Instalado no Sirius, o equipamento permite investigar como condições ambientais alteram os materiais responsáveis por converter luz em eletricidade.
A proposta é relacionar mudanças microscópicas ao desempenho elétrico. Assim, pesquisadores podem buscar explicações para a degradação dos dispositivos e orientar melhorias em sua fabricação.
O avanço está na capacidade de investigação. Portanto, o trabalho não apresenta um novo painel comercial nem demonstra, por si só, um aumento de eficiência dos produtos disponíveis.
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Equipamento acompanha a célula enquanto ela produz eletricidade
O estudo descreve uma plataforma para análises chamadas in situ e operando. Nesse contexto, o dispositivo permanece em um ambiente controlado e pode funcionar durante as medições.
Dessa forma, a equipe consegue comparar a resposta elétrica com alterações observadas no material. Isso permite investigar processos que poderiam passar despercebidos em uma análise feita apenas antes ou depois do funcionamento.
Os raios X também atravessam diferentes camadas da célula. Consequentemente, ajudam a examinar dispositivos completos com menor necessidade de preparação da amostra.
Essa característica reduz o risco de modificar o objeto durante sua preparação para o experimento.
Precisão mecânica mantém a região de interesse no foco
A observação em escala nanométrica exige que a amostra permaneça estável. Entretanto, aquecer um material provoca dilatação, que pode deslocar a região analisada.
Para enfrentar esse problema, os pesquisadores desenvolveram um suporte com soluções de engenharia de precisão. Além disso, incorporaram um chip com circuitos de platina para aquecimento e medição da temperatura.
O sistema concentra o aquecimento em uma área de 3 por 3 milímetros. Assim, procura controlar as condições do experimento sem provocar movimentos excessivos no conjunto.
A estabilidade é essencial para essa tecnologia. Afinal, comparar regiões diferentes por engano poderia dificultar a interpretação das mudanças observadas.
Perovskitas estão entre os principais materiais investigados
A plataforma foi otimizada para células solares de perovskita, que despertam interesse por suas características fotovoltaicas e possibilidades de fabricação.
Contudo, compreender sua estabilidade continua sendo um desafio. Durante a operação, luz, calor e umidade podem alterar a estrutura e a composição dos materiais.
Por isso, medir apenas a eficiência em determinado momento não explica toda a trajetória de um dispositivo. Também importa entender como seu comportamento evolui.
O equipamento permite estudar essas relações em condições controladas. Dessa maneira, os resultados podem orientar novos projetos de materiais e de proteção das células.
Diferentes técnicas revelam informações complementares
O aparato funciona na estação Tarumã, da linha de luz Carnaúba, no Sirius. Ali, diferentes técnicas de raios X oferecem formas complementares de examinar a amostra.
A fluorescência ajuda a mapear elementos químicos. Já a difração fornece informações sobre a estrutura cristalina, enquanto a espectroscopia de absorção investiga características do ambiente químico.
Portanto, o experimento reúne informações que uma única medição não forneceria. A comparação com os dados elétricos ajuda a procurar relações entre estrutura, composição e funcionamento.
O trabalho foi publicado na revista Photon Science, com Rodrigo Szostak como primeiro autor.
Iluminação ainda passa por aprimoramento
Uma das limitações atuais envolve o posicionamento da fonte de luz. Segundo a Agência FAPESP, a iluminação lateral que libera a passagem dos raios X fornece aproximadamente 30% da irradiância solar de referência.
Assim, aprimorar esse componente está entre os próximos passos. O ajuste permitirá aproximar determinadas condições experimentais daquelas desejadas pelos pesquisadores.
Ainda assim, o instrumento já está disponível como equipamento multiusuário. Além das perovskitas, poderá atender outros dispositivos compatíveis com seu suporte.
O desenvolvimento amplia as ferramentas de pesquisa em energia solar. Seu potencial está em produzir evidências para explicar falhas e orientar soluções, sem antecipar resultados comerciais que ainda precisam ser demonstrados.
