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Os inversores e células de energia fotovoltaicas de perovskitas

Blog

25 de maio de 2018

Conheça as células de energia fotovoltaicas de perovskitas

Inverso solar

Um material que tem causado entusiasmado entre os cientistas do mundo todo há alguns anos vem ganhando cada vez mais espaço e se fortalecendo quando o assunto são os inversores fotovoltaicos e as células de energia fotovoltaicas — a perovskita!

Fabricantes e pesquisadores, inclusive brasileiros, buscam aprimorar cada vez mais essa tecnologia, que ainda precisa romper algumas barreiras. Ainda assim, essas são propostas que visam melhorar cada vez mais a produção de energia por meio de placas solares.

A estrutura cristalina descoberta em 1839 na Rússia recebe o nome de Perovskita em homenagem a um mineralogista russo que tinha o sobrenome Perovski.

O termo passou então a ser utilizado na nomeação de uma classe de materiais entre os quais encontramos os componentes utilizados em células de energia fotovoltaicas.

A natureza é um dos nossos bens mais preciosos, por isso é importante pensarmos em maneiras de vivermos em harmonia com ela. Para entender melhor o assunto, continue a leitura e conheça as células de energia fotovoltaicas perovskitas e as perspectivas quanto ao seu uso na produção de energia fotovoltaicas!

A composição das células fotovoltaicas de perovskitas

As células de energia fotovoltaicas de perovskitas são compostas normalmente de CH3NH3Pbl3, material responsável pela absorção da luz solar e pela geração de eletricidade. Isso porque a perovskita das células de energia fotovoltaicas é semicondutora e muito parecida com o mineral descoberto em 1836.

Enfim, o material utilizado na produção dessas células não agride a natureza por não ser retirado dele e sim sintetizado em laboratório. Outra coisa que chama a atenção é a rápida evolução dessa tecnologia, que foi aplicada pela primeira vez em 2009, com um índice menor que 4% de conversão de energia solar em elétrica, e em menos de 10 anos atingiu um percentual cinco vezes maior.

As diferenças em relação às pastilhas de silício

No mercado, há mais de 50 anos, o uso do silício na produção de energia fotovoltaicas já chegou ao seu máximo, sendo muito eficiente durante esses anos.  Contudo, a evolução do produto estagnou e as taxas de conversão não registraram grandes progressos nos últimos anos.

Os inversores fotovoltaivos chegam a 90% do mercado consumidor, são feitos de cristais de silício que exigem extrema pureza para ter a eficiência esperada. Enquanto isso, as células perovskitas são formadas por materiais mais baratos e fáceis de produzir, não exigindo tamanha pureza.

Algumas considerações sobre as perovskitas

A energia solar é uma fonte limpa e renovável, sendo uma alternativa às outras fontes tradicionais — hidrelétricas e termelétricas — que utilizam combustíveis fósseis e prejudicam a natureza, além de resultarem em altos gastos financeiros para o consumidor final, principalmente, se pensarmos a longo prazo.

No Brasil, pesquisadores do Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais (CDMF), ganharam, em 2016, prêmios no XV Brasil MRS Meeting. A premiação é resultado de um trabalho inovador sobre células de energia fotovoltaicas de perovskitas.

Nessa pesquisa, enquanto as células feitas de silício chegam na faixa de 20% de conversão de energia, a nova tecnologia que não chegava nem aos 4%, conquistou o aproveitamento de cerca de 22%. Algo que as células solares já presentes no mercado levou 30 anos para alcançar.

Medidor de energia

Os obstáculos da energia fotovoltaicas de perovskitas

O rápido avanço das células de energia fotovoltaicas de perovskita mostra o quanto a possibilidade de sua comercialização é promissora. Porém, ainda existem alguns obstáculos para serem quebrados.

Mesmo com as vantagens, como o menor custo e o tamanho das células de perovskita (mais leves e fáceis de manusear), para o produto ser comercializado e ganhar espaço no mercado de energia fotovoltaicas é necessário aprimorar algumas questões como:

  1. Baixa durabilidade do produto: as células de silício podem durar cerca de 25 anos, enquanto as perovskitas duram bem menos — pouco mais de um ano;
  2. Estabilidade: a água e a umidade podem causar a degradação da perovskita, diminuindo ainda mais a durabilidade.
  3. Toxicidade de alguns componentes: o uso do chumbo pode trazer riscos à saúde e ao meio ambiente, mesmo assim, a quantidade nas células perovskitas causa menos impacto do que outros materiais já utilizados pela indústria.

A busca por soluções para esses problemas é outro objetivo das pesquisas que envolvem a energia fotovoltaicas de perovskitas. Para pesquisadores brasileiros, o descarte adequado e a instalação em lugares seguros podem diminuir os danos ambientais, que já são pequenos comparados a outras formas de produção de energia.

Além disso, há um alto investimento para melhorar a durabilidade desses materiais e sua estabilidade. Sem dúvidas esse é um marco para as pesquisas de tecnologias de energia solar. Já que as células de silício chegaram na sua maturidade e já se destacam no mercado que ainda está em crescimento.

Contudo, como as pesquisas não param e ideias promissoras surgem a todo momento e, além disso, os custos são cada vez menores e os processos mais eficientes não tem como negarmos que o futuro da energia fotovoltaicas está ligado ao uso dessas células nas placas solares.

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