Investigadores batem recorde mundial de eficiência em célula solar perovskita de tripla junção
Um avanço significativo na tecnologia de energia solar foi alcançado por uma equipa internacional liderada pela Professora Anita Ho-Baillie, da Universidade de Sydney. O grupo estabeleceu um novo recorde global de eficiência para uma célula solar perovskita de tripla junção de grande dimensão.
Com uma área de 16 cm², a célula alcançou uma eficiência de conversão de energia de 23,3%, certificada de forma independente, tornando-se a mais eficiente do seu tipo a nível mundial. Em escala reduzida, uma célula de 1 cm² atingiu uma eficiência notável de 27,06%, estabelecendo também novos padrões de estabilidade térmica.
Os resultados foram publicados na prestigiada revista Nature Nanotechnology.
Pela primeira vez a nível mundial, a célula de 1 cm² passou no teste de Ciclagem Térmica da Comissão Eletrotécnica Internacional (IEC), que submete os dispositivos a 200 ciclos de variações extremas de temperatura entre -40°C e 85°C. Após mais de 400 horas de funcionamento contínuo sob exposição à luz, a célula manteve 95% da sua eficiência original.
Tecnologia de tripla junção
As células solares de tripla junção utilizam três semicondutores interligados, cada um projetado para absorver diferentes faixas do espectro solar, maximizando a conversão da luz solar em eletricidade.
De acordo com a Professora Ho-Baillie, também investigadora no Net Zero Institute da Universidade de Sydney, o sucesso da investigação deve-se a uma reformulação da química dos materiais e ao redesenho estrutural da célula.
“Melhorámos tanto o desempenho como a resistência destas células solares,” afirma. “Isto demonstra não só que é possível fabricar dispositivos de perovskita de grande dimensão com estabilidade, como também revela um enorme potencial para ganhos adicionais de eficiência”, acrescenta.
Os investigadores substituíram o tradicional metilamónio — menos estável — por rubídio, criando uma estrutura cristalina de perovskita mais resistente a defeitos e à degradação. Foi também introduzido um novo tratamento de superfície, trocando o fluoreto de lítio por dicloreto de piperazina, mais duradouro.
Na ligação entre duas das junções de perovskita, foi utilizado ouro à escala nanométrica. Com recurso a microscopia eletrónica avançada, a equipa comprovou que, nesta escala, o ouro se apresenta sob a forma de nanopartículas e não como um filme contínuo, como se pensava. Essa descoberta permitiu otimizar a cobertura de nanopartículas, potenciando a condução elétrica e a absorção de luz.
Um passo rumo ao futuro da energia solar
As perovskitas são materiais fotovoltaicos emergentes, valorizados pelo seu baixo custo de produção e pela capacidade de captar mais luz solar quando empilhados em múltiplas camadas, especialmente quando combinados com o silício. No entanto, até agora, a escalabilidade e a estabilidade em condições reais de utilização representavam obstáculos significativos.
“Este é o maior dispositivo de perovskita de tripla junção alguma vez demonstrado e passou testes rigorosos realizados por laboratórios independentes,” sublinha a Professora Ho-Baillie. “Isso reforça a nossa confiança de que a tecnologia pode ser escalada para aplicações práticas”, acrescenta.
A investigação contou com a colaboração de parceiros internacionais da China, Alemanha e Eslovénia, e foi financiada pela Agência Australiana de Energia Renovável (ARENA) e pelo Conselho Australiano de Investigação.
O artigo surge após o reconhecimento do trabalho da Professora Ho-Baillie nos Prémios Eureka de Ciência do Museu Australiano de 2025, onde foi distinguida com o Prémio para Investigação em Sustentabilidade, pelo seu contributo pioneiro na tecnologia solar baseada em perovskita.
“Vivemos um momento entusiasmante para a investigação solar,” afirma. “As perovskitas já demonstram que é possível ultrapassar os limites de eficiência do silício. Estes avanços aproximam-nos de uma energia solar mais barata, sustentável e essencial para um futuro com baixas emissões de carbono”, conclui.