Mineral Perovskita pode baixar preço dos painéis solares fotovoltaicos

Perovskita é um mineral raro na forma de cristais ortorrômbicos, sendo também um material de fácil condução e tudo indica que poderá fazer baixar os preços dos painéis solares fotovoltaicos.

Um pouco por todo o mundo, investigadores têm recorrido a este mineral para avaliar, teoricamente, se tem boas condições para poder ser aplicado na prática para o desenvolvimento de novos painéis solares.

É que os testes demonstraram que as células solares de perovskita são eficientes (rendimentos superiores a 22%), rivalizando com as tecnologias fotovoltaicas convencionais de capa fina (cobre-índio-gálio-selénio, CIGS e telúrio de cádmio, CdTE).

Sendo que o principal desafio passar por transferir a inovação que a tecnologia de células solares perovskita sofreram nos últimos anos, desde a nível celular até uma tecnologia proveitosa, estável e de baixo custo a nível do painel solar!

Esta é uma inovação que já vem sido falada desde há meses, quando uma equipa da Universidade de Córdoba, conseguiu estabilizar durante mil horas células solares perovskita. Para isso incorporaram um catião, guanidina (que permitiu prolongar o tempo de vida útil deste tipo de células, bem como reduzir o preço, mantendo-as tão eficientes quanto as células à base de silício).

Investimento a Nível Europeu nesta Tecnologia

Depois de vários estudos, também o consórcio europeu ESPResSo (que é um consórcio que estuda estruturas eficientes e processos que permitam usar perovskita nos painéis solares com grande confiança) se comprometeu a seguir este trajeto de investimento.

Assim, pretendem que o rendimento destas células solares cheguem ao seu limite teórico, conseguindo uma eficiência acima de 24% (em 1cm2) e uma degradação da eficiência em menos de 10% aquando de stress térmico a 85º, com humidade relativa de 85% durante mais de 1000 horas.

Outro objetivo passa por criar as células solares de perovskita no local, sendo que a Fraunhofer, que pertence ao consórcio ESPResSo, já conseguiu células com um recorde de eficiência de 12,6% através desse método de produção.

celulas solares perovskita
Células solares de Perovskita

Benefícios da Perovskita

O recurso a perovskita pode reduzir o número de passos exigidos atualmente na produção de células de silício. Sendo que com este mineral seja possível criar primeiro o painel solar e só depois no local encher o mesmo com perovskita, e é esse o objetivo de vários estudos do consórcio ESPResSo.

O teste bem-sucedido realizado pela Fraunhofer, em que conseguiram a eficiência de 12,6% com uma célula solar produzida no local, é o primeiro passo em direção à possível produção em massa destes painéis solares.

O objetivo do projeto passa assim por desenvolver capas de elétrodos nanoporosas para produção da deposição interna e acoplamento dos cristais de perovskita, otimizando a homogeneidade do processo e conseguir eficiências solares elevadas nos painéis produzidos. A grossura de tais capas fotovoltaicas será inferior a um micrómetro.

O segredo do processo passa pelo controlo da deposição dos elementos cristalizados de perovskita dentro do elétrodo nanoporoso, que é composto por óxidos de metal e grafeno micronizado. Até agora os processos utilizados levavam ao crescimento descontrolado de cristais, mas graças às investigações da Fraunghofer, conseguiu-se encontrar uma forma de converter a perovskita num sal fundido à temperatura ambiente junto com um gás polarizado.

E desse modo é que se conseguiu encher os poros do elétrodo. A dessorção final do gás aumenta muito aquando do ponto de fusão, provocando a cristalização. O resultado acaba por ser um processo de crescimento homogéneo!

Eficiência das Células Solares

Até ver a eficiência que se conseguiu obter em laboratório foi de 12,6%, um valor bom, mas que se espera melhorar, especialmente devido ao facto de a perovskita ter demonstrado eficiência de 22%.

Ao se recorrer grafito de baixo custo e devido à síntese fácil do mineral perovskita, os custos dos painéis solares tenderão a baixar futuramente.

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