Cinco anos atrás, o mundo começou a falar em células solares de terceira geração que desafiavam as células de silício tradicionais com um processo de fabricação mais barato e simples que consumia menos energia.

O iodeto de chumbo de metilamônio é um material orgânico metálico na estrutura cristalina da perovskita que capta a luz com eficiência e conduz bem a eletricidade - ambas qualidades importantes nas células solares. Contudo, a vida útil das células solares feitas de perovskitas metalorgânicas provou ser muito curta em comparação com as células feitas de silício.

Agora, pesquisadores da Aalto University, A Universidade de Uppsala e a École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) na Suíça conseguiram melhorar a estabilidade a longo prazo das células solares feitas de perovskita usando filmes de nanotubos de "rede aleatória" desenvolvidos sob a liderança do professor Esko Kauppinen na Aalto University. Filmes de nanotubos de rede aleatória são filmes compostos de nanotubos de carbono de parede única que, em uma imagem de microscópio eletrônico, parecem espaguete em uma placa.

'Em uma célula solar perovskita tradicional, a camada condutora do furo consiste em material orgânico e, no topo disso, uma fina camada de ouro que facilmente começa a se desintegrar e se difundir por toda a estrutura da célula solar. Substituímos o ouro e também parte do material orgânico por filmes feitos de nanotubos de carbono e alcançamos boa estabilidade celular em 60 graus e condições de iluminação solar plena ', explica Kerttu Aitola, que defendeu sua tese de doutorado na Aalto University e agora trabalha como pesquisadora na Uppsala University

No estudo, filmes pretos espessos com condutividade o mais alta possível foram usados ​​no contato posterior da célula solar, onde a luz não precisa passar. De acordo com Aitola, filmes de nanotubos também podem ser feitos transparentes e finos, o que tornaria possível usá-los como o contato frontal da célula, em outras palavras, como o contato que deixa a luz passar.

“As células solares foram preparadas em Uppsala e a medição da estabilidade a longo prazo foi realizada na EPFL. O líder do grupo de células solares na EPFL é o Professor Michael Grätzel, que recebeu o Prêmio Millennium 2010 por células solares sensibilizadas com corante, em que as células solares de perovskita também são parcialmente baseadas em ', diz Aitola.

Células solares em janelas

A vida útil das células solares feitas de silício é de 20-30 anos e sua produção industrial é muito eficiente. Ainda, alternativas são necessárias, pois a redução do dióxido de silício na areia para silício consome uma grande quantidade de energia. Estima-se que uma célula solar de silício precise de dois ou três anos para produzir a energia que foi usada para fabricá-la, enquanto uma célula solar de perovskita precisaria de apenas dois ou três meses para fazê-lo.

'Além disso, o silício usado nas células solares deve ser extremamente puro ', diz Aitola.

'Célula solar de perovskita também é interessante porque sua eficiência, em outras palavras, o quão eficientemente ele converte a energia solar em energia elétrica, atingiu muito rapidamente o nível de células solares de silício. É por isso que tantas pesquisas são conduzidas em células solares de perovskita em todo o mundo. '

As células solares alternativas são ainda mais interessantes por causa de suas várias áreas de aplicação. As células solares flexíveis até agora eram fabricadas em plástico condutor. Comparado com a camada condutora de plástico, a flexibilidade dos filmes de nanotubos é superior e as matérias-primas são mais baratas. Graças a sua flexibilidade, as células solares podem ser produzidas usando o método de processamento rolo a rolo conhecido na indústria de papel.

'Células solares leves e flexíveis seriam fáceis de integrar em edifícios e você também poderia pendurá-las nas janelas sozinho', diz Aitola.