Células solares de perovskitas já podem concorrer com as de silício em termos de eficiência e custo. Além disso, a sua leveza e flexibilidade as torna atrativas para alguns mercados que a tecnologia convencional não consegue atender. Entretanto, estes dispositivos emergentes não conseguem manter o seu desempenho ao longo do tempo.

A “culpa” disso é, justamente, do filme de perovskita que, nessas células solares, realiza a função principal: absorver a luz do Sol e transformá-la em eletricidade. De fato, as perovskitas não são materiais muito estáveis. Elas se degradam quando são expostas à umidade, ao oxigênio e, inclusive, à própria luz.

Em um artigo recentemente publicado, pesquisadores do CINE e colaboradores reportam um estudo que se soma aos esforços por compreender a baixa estabilidade das perovskitas perante a luz. Mais precisamente, a equipe estudou o comportamento de filmes de perovskitas que contêm vários haletos metálicos e que apresentam uma superfície irregular, formada por vales e montanhas microscópicas. Filmes com essas características vêm sendo observados e estudados, mas ainda não se sabe de que maneira essa topografia influi no desempenho do material.

“O trabalho publicado teve como foco o estudo das consequências causadas pela exposição à luz de um filme de perovskita preparado em condições nas quais há um enrugamento espontâneo de sua superfície”, resume Eduardo G. Machado, primeiro autor do paper, que participou do trabalho como pós-doutorando na UNICAMP no contexto do CINE.

A equipe produziu filmes com diversas composições e realizou uma série de análises para caracterizar a sua topografia e propriedades. O trabalho, liderado pela professora Ana Flávia Nogueira (UNICAMP), pesquisadora e diretora do CINE, envolveu sete grupos de pesquisa do Brasil, Portugal e Estados Unidos. “Essa composição mostra que, para se enfrentar os complexos problemas da ciência moderna, é necessário um time multidisciplinar e uma colaboração aberta”, comenta Machado.

Um dos principais resultados da pesquisa foi mostrar que, após expor os filmes enrugados à luz, ocorre uma separação dos ânions de iodo (iodetos) que compõem a perovskita, os quais se deslocam dos vales para as montanhas, onde ficam concentrados.

“A partir desse entendimento, novas estratégias podem ser adotadas para que sejam preparados materiais do tipo perovskita mais estáveis para serem empregados em células solares e contribuírem para a mudança na nossa matriz energética”, conclui Machado.

O trabalho contou com financiamento da FAPESP, Shell, CNPq e Capes, além do suporte estratégico da ANP.

Referência do artigo científico: Light-induced halide segregation in perovskites with wrinkled morphology. Eduardo G. Machado, Paulo E. Marchezi, Eralci M. Therézio, José Carlos Germino, Rodrigo Szostak, Caique S. de Brito, Yara G. Gobato, Ernesto C. Pereira, Michael F. Toney, Raphael Nagao, Ana Flávia Nogueira. Journal of Energy Chemistry. Volume 71, August 2022, Pages 83-88. https://doi.org/10.1016/j.jechem.2022.03.049

Autores do artigo que são membros do CINE ou eram no momento do trabalho: Eduardo G. Machado (pós-doc no momento do trabalho), Paulo E. Marchezi (doutorando no momento do trabalho), Rodrigo Szostak (doutorando no momento do trabalho), Ernesto Pereira (professor da UFSCar), Raphael Nagao (professor da Unicamp) e Ana Flávia Nogueira (professora da Unicamp)