A nova tecnologia que tenta extrair mais energia da luz solar
Uma célula solar convencional deixa escapar parte da energia que recebe. O silício absorve determinadas faixas do espectro muito bem, mas não consegue
Uma célula solar convencional deixa escapar parte da energia que recebe. O silício absorve determinadas faixas do espectro muito bem, mas não consegue aproveitar toda a luz que chega à sua superfície. A tentativa de capturar uma parcela maior dessa energia está impulsionando uma arquitetura que coloca materiais diferentes para trabalhar juntos.
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É o princípio das células solares tandem. Em uma das combinações mais promissoras, uma camada de perovskita fica sobre outra de silício. Cada uma responde melhor a diferentes comprimentos de onda: a parte superior aproveita fótons mais energéticos e a inferior recebe uma parcela da luz que atravessa a primeira.
Assim, a mesma área exposta ao Sol pode converter mais energia em eletricidade do que uma célula convencional de silício de junção única.
Os resultados de laboratório já ultrapassaram a barreira dos 30% de eficiência em diversas configurações. Uma célula monolítica de perovskita e silício apresentada em 2026 alcançou eficiência certificada de 34,29%. Nesse caso, mudanças na composição da perovskita ajudaram a reduzir perdas de energia e melhorar a estabilidade do dispositivo.
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Eficiência, entretanto, é apenas uma parte da disputa. Uma célula pequena produzida sob condições extremamente controladas não equivale a um módulo fabricado aos milhares e instalado durante décadas sobre um telhado. Perovskitas ainda enfrentam questões relacionadas à estabilidade, fabricação em áreas maiores e comportamento prolongado sob luz, calor e umidade.
A aproximação com processos industriais começa a responder a esse problema por caminhos diferentes. Células tandem construídas sobre silício do tipo TOPCon, tecnologia já utilizada comercialmente, atingiram eficiência certificada de 32,76% e conservaram 91% do desempenho inicial depois de 1.700 horas de operação contínua em um experimento publicado neste ano.
Produzir as novas camadas fora das condições quase perfeitas de um laboratório representa um desafio adicional. Um processo de fabricação em ar ambiente conseguiu obter 26,5% de eficiência certificada em células de perovskita de junção única e 33% em células tandem de perovskita e silício. A célula individual manteve 99,8% de sua eficiência inicial após 1.200 horas de iluminação contínua nas condições do teste.
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A lógica dessa corrida fica mais clara quando se observa o limite físico do silício. Em vez de tentar retirar indefinidamente ganhos de uma única camada, a tecnologia tandem divide o trabalho entre materiais com propriedades diferentes. Uma revisão sobre células solares de perovskita e silício descreve eficiência, estabilidade e produção em escala como três frentes que precisam avançar juntas para aproximar esses dispositivos da fabricação comercial.
Ainda não é possível transformar os recordes laboratoriais em promessa de que os painéis atuais serão rapidamente substituídos. Vida útil, custo de produção, encapsulamento, materiais utilizados e rendimento em grandes áreas entram nessa conta. A tecnologia tandem já demonstrou que consegue extrair mais eletricidade da mesma luz; a etapa decisiva agora está em conseguir fazer isso fora das pequenas células que estabelecem recordes.