Células solares: Descoberto novo método para fabricar a nova geração

Células Solares Fotovoltaicas

Uma equipa de investigadores da Universidade Estadual da Pensilvânia desenvolveu um novo processo de fabrico de dispositivos de perovskita, sendo este mais eficiente quer do ponto de vista económico, quer no que concerne ao tempo necessário para o procedimento ocorrer.

Graças a ele, futuramente poderá ser possível descobrir também novos materiais de uma forma relativamente mais célere.

Fabricar a próxima geração de células solares fotovoltaicas

O segredo está na sinterização por faísca de plasma. (A sinterização é um processo no qual pós com preparação cristalina ou não, uma vez compactados, são submetidos a temperaturas elevadas, ligeiramente menores que a sua temperatura de fusão).

Denominada EM-FAST, ou, em linguagem corrente, sinterização por faísca de plasma, esta técnica consiste na aplicação de corrente elétrica e pressão em pós, com vista à obtenção de novos materiais.

Independentemente da matéria prima utilizada, o rendimento é incessantemente de 100%, o que contraria os resultados muito mais pobres obtidos através dos processamentos baseados em soluções, nos quais rondava os 20 a 30%.

Com o recurso a esta técnica, foi possível produzir materiais de perovskita a uma velocidade de 0,2 polegadas por minuto, contribuindo isto para a criação rápida de dispositivos de grandes dimensões, que mesmo assim eram capazes de manter uma performance elevada nos testes laboratoriais levados a cabo pela equipa de investigação.

Segundo as palavras de Luyao Zheng, principal autor deste estudo, “Este método que desenvolvemos permite-nos criar facilmente grandes amostras a granel em poucos minutos, em vez de demorar dias ou semanas como acontecia com os métodos tradicionais”.

A técnica EM-FAST em detalhe

Célula solar de perovskita invertida
Célula solar de perovskita invertida

A sigla inglesa EM-FAST significa técnica de sinterização assistida por campo elétrico e mecânico, e, conforme já foi mencionado, foi esta a técnica utilizada para criar os dispositivos de perovskita em questão, que podem depois ser utilizados no fabrico de células solares fotovoltaicas.

A sinterização é bastante utilizada para, por exemplo, comprimir e transformar matérias em pó com vista à obtenção de massas sólidas, através do recurso a calor e pressão.

O problema é que, mesmo com o recurso a materiais totalmente adequados ao procedimento em questão, o mesmo é ineficiente quando o intuito é criar grandes peças de perovskita, já para não falar que os solventes utilizados são muitas vezes tóxicos.

“A nossa técnica junta o melhor dos dois mundos: obtemos propriedades semelhantes a cristais únicos e não precisamos de nos preocupar com limitações de tamanho ou qualquer contaminação ou produção de materiais tóxicos”, refere Bed Poudel, professor de investigação na Universidade Estadual da Pensilvânia e co-autor deste estudo.

Como recorre a materiais secos, a técnica EM-FAST cria a oportunidade de incluir novas substâncias, personalizadas de acordo com as propriedades que se pretenderem obter do resultado final.

Desta forma, temos uma porta aberta para o desenvolvimento de novos materiais, entre eles termo-elétricos e solares.

Além disso, este processo permite também a disposição dos pós em diferentes camadas, o que poderá levar à hipótese de criação de dispositivos personalizados por encomenda, no futuro.

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