Estabilidade a longo prazo das células solares de perovskite: um grande passo em frente
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As células solares de perovskite são de produção barata e geram uma elevada quantidade de energia eléctrica por área de superfície. No entanto, ainda não são suficientemente estáveis, perdendo eficiência mais rapidamente do que o padrão de mercado do silício. Agora, uma equipa internacional liderada pelo Prof. Dr. Antonio Abate aumentou drasticamente a sua estabilidade aplicando um novo revestimento na interface entre a superfície da perovskite e a camada de contacto superior. Este facto permitiu mesmo aumentar a eficiência para quase 27%, o que representa o estado da arte. Após 1200 horas de funcionamento contínuo sob iluminação normal, não foi observada qualquer diminuição da eficiência. O estudo envolveu equipas de investigação da China, Itália, Suíça e Alemanha e foi publicado na revista Nature Photonics.
Um composto fluorado entre a perovskite e a camada de contacto de buckyball (C60) forma uma película quase monomolecular que actua como barreira química protetora e aumenta a estabilidade da célula.
Guixiang Li/Nature Photonics 2025
Utilizámos um composto fluorado que pode deslizar entre a perovskite e a camada de contacto de buckyball (C60), formando uma película monomolecular quase compacta", explica Abate. Esta camada molecular tipo Teflon isola quimicamente a camada de perovskite da camada de contacto, resultando em menos defeitos e perdas. Além disso, a camada intermédia aumenta a estabilidade estrutural de ambas as camadas adjacentes, em particular da camada de C60, tornando-a mais uniforme e compacta. É de facto como o efeito Teflon", diz Abate. A camada intermédia forma uma barreira química que impede os defeitos, permitindo simultaneamente o contacto elétrico".
Grande parte da investigação experimental foi conduzida pelo primeiro autor, Guixiang Li, quando era estudante de doutoramento na equipa de Abate. Guixiang Li é atualmente professor na Southeast University em Nanjing, China, e continua a colaboração. O estudo envolveu também equipas da École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) e do Imperial College London.
Elevada eficiência e estabilidade
Utilizando esta abordagem, as células solares de perovskite podem atingir uma eficiência à escala laboratorial de 27%, o que é ligeiramente superior à eficiência de 26% sem a camada intermédia. O aumento da estabilidade é enorme: mesmo após 1200 horas de iluminação contínua por um "sol normal", esta elevada eficiência não diminui. 1.200 horas correspondem a um ano de utilização no exterior", sublinha Abate. Na célula de comparação sem a "camada de Teflon", a eficiência caiu 20% após apenas 300 horas. O revestimento também proporciona uma estabilidade térmica excecional quando envelhecido durante 1800 horas a 85 °C e testado durante 200 ciclos entre -40 °C e +85 °C. As células solares de perovskite aqui apresentadas têm uma estrutura invertida (p-i-n), que se presta particularmente bem à utilização em células tandem, por exemplo em combinação com células de silício.
A ideia estava a germinar há anos
"A ideia de utilizar estas moléculas semelhantes ao Teflon para formar uma película intermédia já estava na minha mente desde os meus dias de pós-doutoramento no laboratório de Henry Snaith, que foi pioneiro na investigação dos materiais de perovskite. Nessa altura, em 2014, a eficiência era de apenas 15%, diminuindo significativamente em poucas horas. Fizemos grandes progressos", afirma Abate. Estes resultados abrem caminho para a próxima geração de dispositivos optoelectrónicos altamente eficientes e estáveis à base de perovskite.
Observação: Este artigo foi traduzido usando um sistema de computador sem intervenção humana. A LUMITOS oferece essas traduções automáticas para apresentar uma gama mais ampla de notícias atuais. Como este artigo foi traduzido com tradução automática, é possível que contenha erros de vocabulário, sintaxe ou gramática. O artigo original em Inglês pode ser encontrado aqui.
Publicação original
Guixiang Li, Zuhong Zhang, Benjamin Agyei-Tuffour, Luyan Wu, Thomas W. Gries, Karunanantharajah Prashanthan, Artem Musiienko, Jinzhao Li, Rui Zhu, Lucy J. F. Hart, Luyao Wang, Zhe Li, Bo Hou, Michele Saba, Piers R. F. Barnes, Jenny Nelson, Paul J. Dyson, Mohammad Khaja Nazeeruddin, Meng Li, Antonio Abate; "Stabilizing high-efficiency perovskite solar cells via strategic interfacial contact engineering"; Nature Photonics, 2025-11-7
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