p Células solares, que convertem luz solar em eletricidade, há muito fazem parte da visão global de energia renovável. Embora as células individuais sejam muito pequenas, quando atualizado para módulos, eles podem ser usados ​​para carregar baterias e luzes de alimentação. Se colocado lado a lado, eles poderiam, um dia, ser a principal fonte de energia para edifícios. Mas as células solares atualmente no mercado utilizam silício, o que os torna caros de fabricar quando comparados às fontes de energia mais tradicionais. p É onde outro, relativamente novo na ciência, vem o material - perovskita de haleto metálico. Quando aninhado no centro de uma célula solar, esta estrutura cristalina também converte luz em eletricidade, mas a um custo muito inferior ao do silício. Além disso, células solares à base de perovskita podem ser fabricadas usando substratos rígidos e flexíveis, portanto, além de ser mais barato, eles poderiam ser mais leves e flexíveis. Mas, ter potencial no mundo real, esses protótipos precisam aumentar de tamanho, eficiência, e vida útil.

p Agora, em um novo estudo, publicado em Nano Energia , pesquisadores da Unidade de Materiais de Energia e Ciências de Superfície, liderado pelo professor Yabing Qi, da Universidade de Pós-Graduação do Instituto de Ciência e Tecnologia de Okinawa (OIST) demonstraram que criar uma das matérias-primas necessárias para perovskitas de uma maneira diferente pode ser a chave para o sucesso dessas células.

p "Há um pó cristalino necessário nas perovskitas chamado FAPbI ₃ , que forma a camada absorvente da perovskita, "explicou um dos autores principais, Dr. Guoqing Tong, Bolsista de Pós-Doutorado na Unidade. "Anteriormente, esta camada foi fabricada combinando dois materiais - PbI2 e FAI. A reação que ocorre produz FAPbI3. Mas esse método está longe de ser perfeito. Muitas vezes, há sobras de um ou ambos os materiais originais, o que pode impedir a eficiência da célula solar. "

p Para contornar isso, os pesquisadores sintetizaram o pó cristalino usando um método de engenharia de pó mais preciso. Eles ainda usavam uma das matérias-primas - PbI ₂ - mas também incluiu etapas extras, que envolveu, entre outras coisas, aquecer a mistura a 90 graus Celsius e cuidadosamente dissolver e filtrar quaisquer sobras. Isso garantiu que o pó resultante fosse de alta qualidade e estruturalmente perfeito.

p Outro benefício deste método foi que a estabilidade da perovskita aumentou em diferentes temperaturas. Quando a camada absorvente da perovskita foi formada a partir da reação original, era estável em altas temperaturas. Contudo, à temperatura ambiente, passou de marrom para amarelo, o que não era ideal para absorver luz. A versão sintetizada era marrom mesmo em temperatura ambiente.

p No passado, pesquisadores criaram uma célula solar à base de perovskita com mais de 25 por cento de eficiência, que é comparável às células solares à base de silício. Mas, para mover essas novas células solares além do laboratório, é necessário um aumento de tamanho e estabilidade a longo prazo.

p "As células solares em escala de laboratório são minúsculas, "disse o Prof. Qi." O tamanho de cada célula é de apenas cerca de 0,1 cm ² . A maioria dos pesquisadores se concentra neles porque são mais fáceis de criar. Mas, em termos de aplicações, precisamos de módulos solares, que são muito maiores. A vida útil das células solares também é algo que precisamos estar atentos. Embora a eficiência de 25 por cento tenha sido alcançada anteriormente, a expectativa de vida era, no máximo, alguns milhares de horas. Depois disto, a eficiência da célula começou a diminuir. "

p Usando o pó de perovskita cristalina sintetizada, Dr. Tong, ao lado do Dr. Dae-Yong Son e os outros cientistas da Unidade do Prof. Qi, alcançaram uma eficiência de conversão de mais de 23 por cento em sua célula solar, mas a vida útil era de mais de 2.000 horas. Quando eles aumentaram para módulos solares de 5x5cm2, eles ainda alcançaram mais de 14 por cento de eficiência. Como prova de conceito, eles fabricaram um dispositivo que usava um módulo solar de perovskita para carregar uma bateria de íon de lítio.

p Estes resultados representam um passo crucial para células solares baseadas em perovskita eficientes e estáveis ​​e módulos que poderiam, um dia, ser usado fora do laboratório. “Nosso próximo passo é fazer um módulo solar de 15 x 15 cm ² e tem uma eficiência de mais de 15 por cento, "disse o Dr. Tong." Um dia espero que possamos abastecer um edifício no OIST com nossos módulos solares. "