Cientistas da Universidade de Nova Gales do Sul, na Austrália, em colaboração com a empresa UtmoLight, fizeram uma célula solar de perovskita de 30 centímetros × 30 centímetros, com área de abertura de 676 centímetros quadrados, alcançar uma eficiência de conversão fotoelétrica de 23,5%, 0,6 ponto percentual acima do recorde anterior, estabelecendo um novo recorde mundial de eficiência de conversão para células solares de perovskita de grande área.
Este recorde mundial demonstra que a tecnologia solar de perovskita pode manter alta eficiência mesmo quando ampliada para uma área maior do que as células de laboratório (geralmente com cerca de 1 centímetro quadrado), destacando seu potencial para fabricação em escala e ampla aplicação em módulos solares. Além disso, o progresso mais recente não se limita a bater um recorde de eficiência, mas também reside no fato de que os materiais e dispositivos utilizados na pesquisa podem passar das células de laboratório para aplicações industriais.
A perovskita é amplamente considerada um material solar de próxima geração com grande potencial. Ela pode converter a luz solar em eletricidade de forma eficiente e tem perspectivas de fabricação de baixo custo. Uma direção de pesquisa promissora é empilhá-la com células de silício tradicionais para formar células solares em tandem. As duas absorvem diferentes faixas do espectro solar, convertendo cooperativamente mais luz solar em eletricidade. No futuro, espera-se que a perovskita seja usada como camada adicional, cada vez mais empilhada sobre células de silício existentes, permitindo que os fabricantes aumentem a geração de energia sem precisar expandir a área proporcionalmente.
No entanto, a perovskita ainda não está à altura de aplicações fotovoltaicas generalizadas. Quando exposta à umidade, ao calor e à luz solar prolongada, ela se degrada, o que traz enormes desafios para a estabilidade de longo prazo, a durabilidade e a fabricação confiável em larga escala. Além disso, quanto maior o módulo de perovskita, mais necessário é controlar com precisão, em grandes áreas, a uniformidade, a cristalização e os defeitos do módulo, bem como a interconexão elétrica, entre outros aspectos. A ampliação a partir de pequenas amostras de laboratório é uma barreira difícil de transpor a cada etapa.
Além disso, nas células solares de perovskita tradicionais, geralmente é necessária uma camada de óxido de níquel para prevenir curtos-circuitos. No entanto, o óxido de níquel também reage adversamente com a perovskita, criando riscos ocultos de instabilidade.
Na pesquisa mais recente, a equipe utilizou inovação de materiais e um caminho diferente de fabricação de células, eliminando a camada de óxido de níquel, o que não apenas simplificou o processo, mas também aumentou a eficiência de conversão fotoelétrica das células obtidas.
A equipe planeja fabricar, nos próximos meses, módulos de tamanho real com área de 2,8 metros quadrados, que é exatamente o tamanho dos módulos fotovoltaicos comerciais, ao mesmo tempo em que levará os testes de eficiência para uma escala maior, a fim de validar ainda mais os resultados. Eles esperam que células de perovskita maiores possam atingir uma eficiência de 18% a 19%. No entanto, para que essa tecnologia seja amplamente aplicada, ainda será necessário continuar trabalhando em eficiência, repetibilidade e estabilidade de longo prazo.