Células solares atingem alta eficiência em ambientes internos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 10/07/2025

A estrela da nova célula solar é o material de que ela é feita, a perovskita.
[Imagem: Chia-Tse Hsu et al. - 10.1063/5.0260714]

Células solares de perovskita

A energia solar está prestes a perder o sentido exato e rigoroso do termo, graças a uma tecnologia emergente de células solares.

As células solares de perovskita surgiram como uma alternativa de menor custo e maior eficiência às células solares de silício tradicionais, devido à sua estrutura e flexibilidade física. Sua alta taxa de eficiência de conversão de energia, que é a quantidade de energia gerada a partir da quantidade de energia que atinge a célula, torna essas células adequadas para gerar eletricidade usando fontes de luz mais fracas.

De fato, Chia-Tse Hsu e colegas da Universidade Nacional Chiao Tung, em Taiwan, criaram células solares de perovskita que efetivamente convertem iluminação interna em energia elétrica - células solares que prescindem da luz direta do Sol.

"As células solares mais comuns no mercado são os painéis solares à base de silício," comentou o professor Fang-Chung Chen. "No entanto, as células solares de perovskita podem ser finas, leves, flexíveis e até semitransparentes, enquanto os painéis de silício são rígidos e pesados, o que limita seu uso a superfícies planas e duráveis."

E não é só uma questão de onde colocar os painéis: As células de perovskita são mais eficientes do que as de silício em ambientes internos.

Sob uma iluminação solar padrão (próxima a 12.000 lux), as células de perovskita atingiram uma eficiência na conversão de energia de 12,7%, o que, comparado às melhores células solares de silício, de 26%, não é muito. No entanto, as células solares de perovskita apresentaram uma eficiência impressionante de 38,7% sob 2.000 lux, uma claridade que é uma fração da luz que vem do Sol em um dia ensolarado, sendo um nível de brilho semelhante ao encontrado em escritórios.

Texturas superficiais das camadas de perovskita, preparadas sob diferentes condições para encontrar o melhor modo de corrigir os defeitos do material.
[Imagem: Chia-Tse Hsu et al. - 10.1063/5.0260714]

Banda proibida

Para criar uma célula solar capaz de converter luz interna em eletricidade, os pesquisadores precisaram ajustar o hiato de energia (bandgap) da perovskita.

O hiato de energia - ou banda proibida - descreve a energia mínima necessária para que os elétrons saltem para níveis de energia mais altos, e diferentes hiatos podem absorver diferentes comprimentos de onda da luz. Ajustando as proporções das moléculas nas soluções usadas para formar as camadas de perovskita que formam as células solares, os pesquisadores conseguiram obter uma banda proibida ideal para absorver a luz interna - esse ajuste não é algo que possa ser feito em células solares de silício.

"A eficiência interna das células solares de perovskita é maior, o que significa que os produtos fotovoltaicos podem ser mais adequados para cenários de uso versáteis, incluindo ambientes externos, internos e outros com pouca luz e com muita nebulosidade," disse Chen. "Ajustar a banda proibida, infelizmente, traz consigo um efeito negativo: Causa defeitos nas camadas de perovskita. Para compensar a perda de eficiência, propusemos um método para corrigir os defeitos."

De modo um tanto surpreendente, o método da equipe tornou a célula solar menos suscetível à corrosão e ainda aumentou sua eficiência total.

"No início, esperávamos apenas que nossa abordagem pudesse melhorar a eficiência do dispositivo," disse Chen. "Como a baixa confiabilidade das células solares de perovskita representa um grande desafio para sua adoção, esperamos que nosso método possa abrir caminho para a comercialização de painéis solares de perovskita."

Mais tópicos