a solução inesperada para fazer decolar a nova geração de painéis solares de perovskita – Frandroid

A pesquisa no mundo da tecnologia solar está cada vez mais focada na perovskita. Este último é muito eficiente e seu desempenho melhora constantemente ao longo da pesquisa. O material representa até um rival formidável do silício. Um domínio que, no entanto, é limitado dentro dos laboratórios.

Porque apesar de sua alta capacidade, a perovskita ainda está muito longe de uma grande implantação industrial. E um dos obstáculos ao seu desenvolvimento continua a ser a sua sensibilidade às condições externas. Na China, estão em curso ensaios em grande escala para observar o seu comportamento em condições reais. Entretanto, na Alemanha, uma equipa da Universidade Técnica de Munique acaba de levantar o véu sobre a origem da rápida perda de desempenho destes materiais quando expostos ao ar livre.

Instabilidade ligada a variações de temperatura

Os painéis solares de perovskita têm uma tendência infeliz de perder desempenho rapidamente. Uma deterioração precoce que os cientistas associam às variações de temperatura no exterior. As mudanças podem de facto ser extremas, entre noites muito frias de Inverno e verões escaldantes.

Embora o fenômeno seja observado há muito tempo, sua origem ainda era desconhecida. A equipa alemã realizou, portanto, um trabalho de observação à escala microscópica para compreender precisamente o que está a acontecer dentro do material. Seu estudo se concentrou em células tandem, que combinam silício e perovskita.

Eles descobriram que a perovskita reage ativamente às variações térmicas. Sob o efeito do calor, o material se expande e depois se contrai quando a temperatura cai. Esses movimentos consomem (desperdiçam) uma parte significativa da energia, daí a queda de desempenho observada. Segundo os pesquisadores, essa perda de rendimento pode chegar a 60%.

Um andaime molecular?

Para resolver o problema, os pesquisadores desenvolveram um método para estabilizar a estrutura do material. Assim, reforçaram a sua arquitetura interna ao integrar moléculas orgânicas diretamente na perovskita.

Como um andaime em escala microscópica, essas moléculas são depositadas para evitar deformação. Isso resulta em uma estrutura mais estável, e mais energia solar capturada pode ser convertida em eletricidade em vez de ser desperdiçada internamente.

Os pesquisadores também compararam diferentes tipos de moléculas para identificar as mais eficazes. Eles descobriram que uma molécula orgânica maior proporciona melhor resistência estrutural.

Esses avanços irão melhorar diretamente a durabilidade das células tandem de silício-perovskita. “ Ao compreender estes mecanismos microscópicos, estamos a preparar o caminho para uma nova geração de módulos solares que são ao mesmo tempo de alto desempenho e suficientemente duráveis ​​para suportar várias décadas de utilização no exterior. », sublinha um dos autores do estudo.