Novo material da Lituânia eleva eficiência de células solares de perovskita para interiores a 37,0%

De acordo com pt.wedoany.com-Uma equipa de investigação da Universidade de Tecnologia de Kaunas (Kaunas University of Technology), na Lituânia, sintetizou um novo material semicondutor orgânico, especificamente concebido para captar luz fraca em ambientes interiores, permitindo que células solares de perovskita atinjam uma eficiência de conversão de potência de 37,0% sob iluminação LED de 3000K a 1000 lux. Este avanço visa responder à crescente procura de energia distribuída para dispositivos da Internet das Coisas, sendo a investigação liderada pela Dra. Asta Dabulienė, investigadora sénior do Grupo de Química de Materiais.

A luz solar direta que entra pelas janelas dos escritórios e a luz dos LEDs interiores preenchem diariamente os espaços de vida, mas grande parte da energia permanece geralmente por aproveitar. As células solares tradicionais para exteriores são concebidas para luz direta intensa, apresentando baixo desempenho em condições interiores de luz difusa e fraca. Com a rápida expansão de dispositivos da Internet das Coisas (IoT), como sensores inteligentes, dispositivos vestíveis e eletrodomésticos conectados, cresce a procura do mercado por fontes de energia compactas e autossuficientes, sendo a tecnologia fotovoltaica para interiores considerada capaz de preencher eficazmente esta lacuna.

A Dra. Dabulienė sintetizou uma série de derivados de tiazol[5,4-d]tiazol (thiazol[5,4-d]thiazole derivatives), especificamente utilizados como camada de transporte de lacunas em células solares de perovskita. Estes materiais são concebidos para mover com precisão os portadores de carga positiva (lacunas), bloqueando simultaneamente o movimento reverso dos eletrões, de modo a resolver o problema da perda de energia causada pela recombinação prematura de cargas. A Dra. Dabulienė afirma que um semicondutor ideal para transporte de lacunas deve possuir elevada mobilidade de lacunas e um bom alinhamento de níveis de energia com as camadas adjacentes, sendo os novos compostos projetados precisamente para esse fim.

Investigadores da Universidade de Tecnologia de Ming Chi (Ming Chi University of Technology), em Taiwan, utilizaram um derivado de tiazol[5,4-d]tiazol contendo um fragmento dador de trifenilamina, fornecido pela Dra. Dabulienė, para fabricar células solares de perovskita otimizadas para aplicações interiores. Em condições de iluminação interior adequadas, a célula atingiu uma eficiência de 37,0%. Cientistas da Universidade de Ciência e Tecnologia Rei Abdullah (King Abdullah University of Science and Technology), na Arábia Saudita, realizaram de forma independente o trabalho de modelação teórica dos compostos.

Este resultado exigiu uma colaboração tripartida entre a síntese de materiais na Lituânia, a modelação teórica na Arábia Saudita e a fabricação e teste de dispositivos em Taiwan. O Grupo de Química de Materiais da Universidade de Tecnologia de Kaunas é composto por membros de vários países, e o líder da equipa, Professor Gražulevičius, considera que diferentes perspetivas culturais ajudam a gerar novas ideias e a expandir o leque de competências da equipa. Em 2024, a equipa já obteve quatro projetos do programa Horizonte Europa e recebeu convites de colaboração de colegas do Reino Unido e da Alemanha.