De acordo com pt.wedoany.com-Investigadores da Universidade de Tecnologia de Kaunas (KTU), na Lituânia, sintetizaram um novo material semicondutor orgânico que permitiu que células solares de perovskita atingissem uma eficiência de conversão fotoelétrica de 37,0% em condições de luz interior, superando o desempenho dos painéis solares tradicionais para telhados em condições de teste padrão.
O objetivo desta investigação é aproveitar a energia luminosa frequentemente desperdiçada no ambiente, como a luz de candeeiros de secretária, ecrãs de telemóveis e janelas. Esta luz é normalmente absorvida por paredes, móveis e pavimentos, sem gerar qualquer eletricidade. As células fabricadas com este material podem alimentar milhares de milhões de sensores da Internet das Coisas e pequenos dispositivos eletrónicos, reduzindo a dependência de baterias que necessitam de substituição frequente.
O avanço crucial veio da Dra. Asta Dabulienė, investigadora sénior do Grupo de Química de Materiais da KTU, que sintetizou uma nova série de derivados de tiazolo[5,4-d]tiazol. Estes semicondutores orgânicos foram concebidos para funcionar como camada de transporte de lacunas em células solares de perovskita, sendo responsáveis por mover seletivamente os portadores de carga positiva, enquanto bloqueiam os eletrões, reduzindo assim as perdas por recombinação e aumentando a eficiência da célula.
A Dra. Dabulienė explicou que um semicondutor ideal para transporte de lacunas deve ter uma elevada mobilidade de lacunas e um bom alinhamento de níveis de energia com as camadas adjacentes. Um dos compostos, que incorpora um fragmento doador de trifenilamina, possui as propriedades estruturais necessárias para um bom funcionamento em condições de luz interior.
Investigadores da Universidade de Ciência e Tecnologia de Ming Chi, em Taiwan, utilizaram o semicondutor desenvolvido pela KTU para fabricar células solares de perovskita otimizadas para uso interior. Sob iluminação LED de 3000 K e 1000 lux (equivalente à luminosidade de um escritório bem iluminado), a célula atingiu uma eficiência de conversão de potência de 37,0%. Em comparação, os painéis solares comerciais típicos de silício apresentam uma eficiência de cerca de 20% a 22% em condições de teste exterior padrão. É importante notar que as células para interiores e exteriores operam sob diferentes intensidades de luz, pelo que os valores de eficiência não são diretamente intercambiáveis.
Este resultado foi alcançado através da colaboração de três equipas de investigação de três continentes. A KTU, na Lituânia, foi responsável pela síntese e caracterização dos semicondutores orgânicos; a Universidade de Ciência e Tecnologia Rei Abdullah (King Abdullah University of Science and Technology), na Arábia Saudita, pela modelação teórica dos novos compostos; e a Universidade de Ciência e Tecnologia de Ming Chi, em Taiwan, pela construção e teste das células. O Professor Gražulevičius, do Grupo de Química de Materiais da KTU, salientou que a cooperação internacional expande os resultados que qualquer equipa individual poderia alcançar. A sua equipa já incorpora esta filosofia — os membros provêm da Lituânia, Ucrânia, Índia, Paquistão, Arménia, Egito e Nigéria, tendo obtido quatro projetos do programa Horizonte Europa apenas em 2024. Gražulevičius acredita que, apesar dos desafios da colaboração intercultural, como lacunas de comunicação, diferentes culturas de trabalho e complexidades organizacionais, as ideias diversificadas provenientes de diferentes origens impulsionam eficazmente a inovação.
Os investigadores indicaram que as células fotovoltaicas de perovskita para interiores podem ser diretamente integradas em telemóveis, sensores domésticos inteligentes e pequenos dispositivos eletrónicos, permitindo-lhes recolher luz ambiente em vez de consumir bateria. Através do quadro da Internet das Coisas, a eletricidade recolhida pode ajustar o funcionamento dos dispositivos em tempo real, otimizando o consumo de energia. A equipa de investigação considera o alto desempenho, o baixo custo e a versatilidade como critérios que qualquer solução fotovoltaica para interiores comercialmente viável deve satisfazer. O próximo passo é escalar a produção do material para aproximá-lo de dispositivos fabricáveis.
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