Uma equipa de investigação da Universidade de Estugarda, na Alemanha, em colaboração com investigadores de vários países, alcançou progressos no campo das células solares de perovskita. Ao introduzir moléculas fotocomutáveis, melhorou simultaneamente a eficiência e a tolerância ambiental das células. Os resultados desta investigação foram publicados na revista científica Nature Energy.
As células solares de perovskita são vistas como uma direção promissora na tecnologia fotovoltaica. Comparadas com as células tradicionais de silício, mantêm uma elevada eficiência, ao mesmo tempo que o seu processo de produção é mais simples e de menor custo. No entanto, conseguir que as células mantenham um funcionamento estável sob condições ambientais variáveis continua a ser o principal desafio para a aplicação desta tecnologia.
A equipa de investigação focou-se no material de perovskita de "três catiões", uma combinação de materiais considerada o "padrão ouro" na indústria, devido à sua elevada eficiência e estabilidade a longo prazo. O Professor Michael Saliba, diretor do Instituto de Energia Fotovoltaica da Universidade de Estugarda, afirmou: "Recentemente, fizemos progressos significativos na proteção das células de perovskita contra a luz, o calor, a humidade e o stress mecânico, mas garantir a sua fiabilidade em ambientes em mudança continua a ser uma questão."
Para resolver esta questão, os investigadores voltaram a sua atenção para os "limites de grão" no material. Os limites de grão são como costuras de ligação na estrutura; embora sejam necessários para a estrutura, são também pontos fracos suscetíveis à erosão ambiental. A equipa de investigação introduziu uma "molécula fotocomutável" que pode mudar de forma sob a luz, colocando-a nos limites de grão. Esta molécula pode ajustar-se dinamicamente, funcionando como um amortecedor que absorve as tensões internas do material causadas por mudanças ambientais, estabilizando assim toda a estrutura da célula.
Em testes laboratoriais que simulavam condições ambientais reais, a equipa de investigação verificou o desempenho do material melhorado. As condições experimentais simulavam flutuações na luz solar e mudanças em fatores ambientais. Os resultados mostraram que as células solares de perovskita estabilizadas com moléculas fotocomutáveis mantiveram mais de 95% do seu desempenho inicial após serem expostas continuamente a luz ultravioleta a 65 graus Celsius durante duas horas e após 600 ciclos de temperatura entre -40 graus Celsius e 85 graus Celsius, alcançando uma eficiência de conversão fotoelétrica de cerca de 27%.
O Professor Michael Saliba e o coautor do artigo, o Dr. Weiwei Zuo, também da Universidade de Estugarda, afirmaram: "O novo desenho do material melhora a estabilidade operacional e a vida útil das células solares de perovskita, mantendo um nível de desempenho competitivo, o que as torna mais adequadas para aplicações práticas." Esta investigação fornece uma base técnica para uma maior aplicação comercial das células solares de perovskita.
Este estudo foi realizado em conjunto por investigadores da China, Alemanha, Reino Unido, Espanha, Itália e Suíça.
Detalhes da publicação: Autores: Zuhong Zhang et al., Título: Light-switchable isomers boost grain boundary toughness and perovskite solar cell stability under light cycling, Publicado em: Nature Energy (2026). Informação da revista: Nature Energy
