Perovskita: demonstração de células solares abundantes, baratas e imprimíveis, prontas para gerar energia

31 de maio de 2023 por David Beynon

Laboratórios de todo o mundo estão correndo para fazercélulas solares de perovskita imprimíveis, produzidas em abundância e tão finas que podem ser enroladas em quase qualquer coisa . É uma grande vantagem sobre a típica célula de silício que é relativamente grande e frágil. E a perovskita é muito mais barata de produzir.David Beynon na Universidade de Swansea descreve uma pesquisa que demonstrou como um rolo de filme plástico pode ser carregado em uma impressora para produzir células solares de perovskita prontas para gerar energia. É um desafio de engenharia porque a camada de perovskita precisa serentre 50 e 500 nanômetros de espessura . A equipe usou um"processo de revestimento slot-die", uma técnica industrial estabelecida originalmente usada para a produção de filme fotográfico. O10% de eficiência de conversão de energiaé bom, mas precisa subir para 17% para igualar o silício comercial.As formas de melhorar esse número já são bem compreendidas , diz Beynon, com base na química de perovskita de alto desempenho. Oa estabilidade vitalícia das células solares de perovskita também precisa ser estendida , por meio de uma combinação de química, design de dispositivos, revestimentos protetores e filmes de barreira laminados. Mas o desafio do processo de impressão parece resolvido, abrindo caminho para o scale-up. Pesquisas sérias sobre células solares de perovskita começaram apenas recentemente, em 2012, então é outro exemplo do ritmo de inovação neste setor vital.

Células solares de silício são uma tecnologia estabelecida para a geração de eletricidade a partir do sol. Mas elesconsomem muita energia para produzir, são rígidos e podem ser frágeis.

No entanto, uma nova classe de célula solar está igualando seu desempenho. Além disso, agora pode ser impresso usando tintas especiais e enrolado de forma flexível em superfícies irregulares.

Desenvolvemos a primeira célula solar rolável e totalmente imprimível do mundo feita de perovskita, um material que émuito mais barato de produzir do que o silício . Se também pudermos melhorar sua eficiência, isso aponta para a possibilidade defazendo células solares mais baratas em uma escala muito maior do que nunca.

As células solares de silício que são tão reconhecíveis para nós têm uma limitação significativa. Se o suficiente fosse feito para cobrir nossas necessidades,poderia ficar sem os materiais para produzi-los até 2050 . Então, precisamos de algo novo e muito disso. A célula solar de perovskita está surgindo para preencher essa lacuna.

Painéis solares de silício tradicionais são rígidos e frágeis / IMAGEM: AlyoshinE/Shutterstock

A perovskita é uma estrutura cristalina formada por componentes inorgânicos e orgânicos,nomeado após Lev Perovski, um especialista em minerais russo dos séculos XVII e XVIII.

Pcélulas solares de erovskita apareceram pela primeira vez em laboratórios de pesquisa em 2012e chamou a atenção dos pesquisadores por dois fatores: suacapacidade de converter luz solar em eletricidade, e apotencial para criá-los a partir de uma combinação de tintas.

Em laboratórios de pesquisa, usando métodos de produção altamente controlados em ambientes onde o oxigênio e a água são completamente removidos,células solares de perovskita agora podem igualar a geração de eletricidade de células solares de silício . Esta é uma conquista notável.

Mas as células solares de perovskita baratas que eliminam o silício têmainda não fabricado em escala comercial . E se esses materiais pudessem ser produzidos usando os mesmos tipos de processos que usamos para imprimir embalagens comuns?

Meus colegas e eu recentemente demonstramos queum rolo de filme plástico pode ser carregado em uma impressora, e células solares de perovskita em funcionamento surgem na outra extremidade . No entanto, não é tão simples quanto despejar tinta na impressora de mesa.

Por um lado, os cientistas descobriram que, para alcançar eficiências recordes,