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.
