Pesquisadores da Universidade de Roma Tor Vergata, na Itália, em parceria com cientistas da Universidade Helênica do Mediterrâneo, na Grécia, desenvolveram painéis solares de grafeno-perovskita mais eficientes, fabricados com materiais bidimensionais (2D).
Segundo seus criadores, essas células fotovoltaicas instaladas na ilha de Creta podem ser integradas entre si, formando uma espécie de “fazenda solar” capaz de gerar energia em grande escala, algo que, até agora, só parecia ser possível em ambientes controlados de laboratório.
“Nosso trabalho é o resultado de 5 anos de pesquisas voltadas ao aumento da escala de utilização dos painéis de perovskita, começando com células produzidas em laboratório, painéis um pouco maiores e, finalmente, uma infraestrutura viável implementada em uma fazenda solar”, explica o professor de engenharia Francesco Bonaccorso, autor principal do estudo.
Perovskita fotovoltaica
O primeiro trabalho da equipe foi publicado pela primeira vez em 2016. Na época, os cientistas já previam que ao projetar as interfaces com materiais 2D adequados, seria possível criar painéis de perovskita fotovoltaica aumentando a estabilidade das células, sem prejudicar seu desempenho energético.
Antes de desenvolver uma fazenda solar autônoma, os pesquisadores fabricaram nove painéis fotovoltaicos de grafeno-perovskita. Cada um desses painéis tinha uma área de 0,5 m² com 40 módulos individuais conectados entre si, formando um grande painel capaz de captar a luz do Sol.
“Após nossa primeira publicação sobre células de pequena área (entre 0,1 e 1 cm²), desenvolvemos a viabilidade dessa tecnologia em dispositivos com uma área maior. O objetivo principal sempre foi demonstrar a viabilidade de integração entre os painéis, aumentando consideravelmente a área responsável pela captação de energia”, acrescenta o professor de engenharia de materiais Aldo Di Carlo.
Fazenda solar
Segundo os pesquisadores, a primeira fazenda solar do mundo criada exclusivamente com painéis de grafeno-perovskita possui uma área total de 4,5 metros quadrados. Sua eficiência de conversão de energia — medida em condições de iluminação padrão — é de 12,5%.
A equipe também comparou o desempenho desses painéis integrados com o de módulos solares de silício cristalino disponíveis no mercado e descobriu que os dispositivos de grafeno perovskita exibiram a menor queda na tensão de circuito aberto, mesmo com o aumento da temperatura.
“Apesar de o coeficiente de temperatura de tensão dos painéis de grafeno-perovskita ser a metade do dos módulos de silício, nossos resultados indicam que são necessários esforços adicionais para melhorar os materiais encapsulantes e o protocolo de laminação para prolongar ainda mais a vida útil desses painéis”, encerra o professor Francesco Bonaccorso.
Fonte: Canaltech