Nos arredores de Brandenburg an der Havel, na Alemanha, encontra-se uma fábrica que promete revolucionar o futuro da energia solar. Lá, a empresa britânica Oxford PV produz células solares que utilizam perovskitas, um material que muitos consideram fundamental para o futuro da energia solar. Estas células representam um novo tipo de tecnologia baseada na perovskita, que poderá mudar o panorama das energias renováveis.
Fábrica de tecnologias solares
A fábrica fotovoltaica de Oxford está rodeada por uma paisagem rural tranquila, mas no seu interior estão a ser desenvolvidas inovações que poderão transformar a produção de energia solar. Chris Case, diretor de tecnologia da empresa, descreve o local como “a realização das minhas aspirações mais profundas”.
A Oxford PV, juntamente com outras empresas como a QCells, depositou sua fé na tecnologia da perovskita. Este material fotovoltaico, relativamente barato e fácil de obter, tem demonstrado grande potencial na melhoria da eficiência dos painéis solares. Na verdade, espera-se que painéis solares comerciais com células de perovskita-silício entrem no mercado no próximo ano.
Quanto a outras empresas deste ramo, a Hanwha QCells anunciou a intenção de investir 100 milhões de dólares numa linha de produção de células solares tandem, integrando silício e perovskita, tecnologia que estará operacional até ao final de 2024. Isto mostra que as grandes marcas estão a apostar fortemente nesta inovação.
Um novo tipo de célula solar com tecnologia perovskita
O que é fascinante nas células solares feitas com perovskita é a sua capacidade de capturar uma quantidade maior de luz solar em comparação com as células convencionais de silício. Ao integrar ambos os materiais, através do que é conhecido como células solares em tandem, a eficiência total de conversão de energia pode ser aumentada. Embora as células solares de silício por si só possam atingir até 26% de eficiência, as células tandem de perovskita excedem facilmente esse limite, atingindo até 31,6%, como demonstrado recentemente pelo Instituto Fraunhofer.
As células tandem têm a vantagem de capturar uma faixa maior de comprimentos de onda solares. Isto permite uma produção de energia até 20% maior em comparação com as células de silício tradicionais. No entanto, o custo inicial das perovskitas continua a ser um desafio, embora os proponentes da tecnologia observem que em áreas urbanas densas ou complexos industriais onde os terrenos são limitados, o aumento da produção de electricidade compensará rapidamente as despesas adicionais.
Impacto do novo tipo de célula solar de perovskita
O impacto desta tecnologia é significativo. Ao contrário das células de silício, as células de perovskita podem ser fabricadas a temperaturas muito mais baixas, reduzindo o custo de produção. Além disso, são mais flexíveis e leves, podendo ser aplicados nas mais diversas superfícies, como varandas ou até esquadrias de janelas.
Espera-se que o mercado de energia solar precise de até Capacidade de 75 terawatts (TW) instalado até 2050 em comparação com os atuais 1,2 TW. Apesar dos avanços nas perovskitas, o desafio continua sendo a sua durabilidade. Mesmo assim, avanços importantes em materiais e tratamentos de superfície, como passivação, estão a melhorar consideravelmente a sua estabilidade a longo prazo.
Por exemplo, os pesquisadores descobriram que a passivação com aminossilanos pode melhorar tanto a eficiência quanto a estabilidade operacional das células de perovskita. Graças a estes tratamentos foi possível reter até 95% da eficiência original após 1.500 horas de uso em condições extremas.
Recordes em eficiência
As células solares de perovskita evoluíram muito rapidamente. Enquanto em 2009 mal conseguiam converter 3,8% da luz solar em energia, as versões atuais já atingem 26,1% de eficiência, e até 31,6% na sua forma tandem com silício, como mencionamos anteriormente.
Além disso, alguns laboratórios ao redor do mundo estão explorando versões ainda mais avançadas dessas células, como células conjunto perovskita-perovskita, que dispensam totalmente o silício e que já alcançaram uma eficiência de 28,49%. Embora estas versões ainda estejam em desenvolvimento, oferecem a possibilidade de uma geração de energia ainda maior graças à sua capacidade de capturar diferentes partes do espectro solar com materiais muito mais baratos que o silício.
Em termos práticos, estes avanços não só ultrapassam os limites tradicionais das células solares, mas podem reduzir o custo global destas tecnologias, tornando-as mais acessíveis e flexíveis para uma vasta gama de aplicações. Esta é a chave para a adoção em massa da energia solar em todo o mundo.
Com todas essas inovações, embora ainda existam desafios a serem resolvidos, como a degradação por umidade ou calor, a perovskita caminha para gerar uma verdadeira revolução na indústria de energias renováveis. Se os avanços em durabilidade puderem igualar-se aos em eficiência, as perovskitas provavelmente superarão as tecnologias atuais e mudarão radicalmente a forma como o mundo consome energia solar.
À medida que esta tecnologia continua a bater recorde após recorde, não há dúvida de que estamos à beira de uma nova era para a energia solar, uma era em que a energia limpa será mais eficiente, acessível e viável do que nunca.