Em colaboração com cientistas da Itália, duas pesquisadoras do CINE desenvolveram células solares de perovskita que apresentam excelente desempenho para transformar luz artificial em eletricidade em ambientes internos. Esses dispositivos poderiam fornecer energia limpa e renovável para aparelhos usados dentro de residências, comércios ou indústrias, sem precisar de pilhas ou baterias.

O mercado de fotovoltaicos para interiores foi avaliado em cerca de 1,2 trilhão de dólares em 2023. Contudo, ambientes internos, com a sua baixa luminosidade, representam um desafio para as tecnologias fotovoltaicas convencionais, pois resultam em uma queda acentuada na eficiência dos dispositivos.

Neste trabalho, os autores conseguiram superar esse desafio por meio do desenvolvimento de um tratamento de superfície inovador da camada de perovskita. “Sob condições de iluminação interna (1000 lux, 500 lux e 200 lux), nosso tratamento reduz substancialmente os estados de armadilha interfacial, permitindo um desempenho em torno de 34 % para módulos de perovskita de baixo bandgap. Este desempenho está entre recordes de eficiência reportados na literatura”, diz Francineide Lopes de Araújo, pós-doutoranda no CINE e autora principal do trabalho.

O tratamento consiste em depositar sobre a camada de perovskita uma mistura do sal orgânico PEAI com o aditivo DIO. Como resultado, uma camada bidimensional de perovskita se forma espontaneamente sobre a perovskita tridimensional, neutralizando seus defeitos superficiais e melhorando seu desempenho. O processo acontece a temperatura ambiente, ou seja, a camada de PEAI:DIO não passa por nenhum tratamento térmico após sua deposição. “A mistura de PEAI:DIO melhora a passivação de defeitos, otimiza o alinhamento do dipolo interfacial e aprimora o transporte de carga, por esse motivo, foi possível obter dispositivos de alta performance”, especifica Francineide.

Essa estratégia foi empregada na fabricação de dispositivos em diferentes escalas, desde células solares de pequena área até módulos de grande área, de até 121 cm², formados por até 15 subcélulas conectadas em série.

“A estratégia desenvolvida demonstra forte potencial competitivo com relação a outras metodologias de produção de células e módulos solares de perovskita, especialmente em termos da simplicidade de fabricação e do baixo impacto nos custos”, diz a pós-doutoranda, que desenvolveu o trabalho sob supervisão da professora Ana Flávia Nogueira (Unicamp) e do professor Aldo Di Carlo, fundador e pesquisador do Centro de Energia Solar Híbrida e Orgânica (CHOSE) da Università degli Studi di Roma Tor Vergata (Itália).

O CHOSE é um dos principais centros de pesquisa em dispositivos fotovoltaicos de perovskita do mundo, e conta com infraestrutura completa para a fabricação e caracterização de células, módulos e painéis.

A colaboração foi realizada durante o estágio de pesquisa pós-doutoral que Francineide realizou em Roma entre 2022 e 2023, com apoio da Fapesp por meio de uma Bolsa Estágio de Pesquisa no Exterior (BEPE). De acordo com a pós-doutoranda, a infraestrutura do centro foi essencial para realizar experimentos avançados e validar os dispositivos desenvolvidos.

Os resultados desta pesquisa reforçam a aplicabilidade da tecnologia fotovoltaica à base de perovskita, ao viabilizar seu uso em dispositivos eletrônicos de baixa potência utilizados em ambientes internos. “Os avanços tecnológicos alcançados neste trabalho contribuem para tornar as células solares de perovskita mais viáveis para aplicação em escala comercial”, conclui Francineide.

A pesquisa contou com financiamento da FAPESP e Shell, suporte estratégico da ANP, e recursos de agências europeias.

Referência do artigo científico: Francineide Lopes de Araujo, Maurizio Stefanelli, Antonio Agresti, Sara Pescetelli, Alessia Di Vito, Matthias Auf Der Maur, Luigi Vesce, Ana Flavia Nogueira, Aldo Di Carlo. Empowering perovskite modules for solar and indoor lighting applications by 1,8-diiodooctane/phenethylammonium iodide 2D perovskite passivation strategy. Nano Energy. Volume 142, Part B, September 2025, 111279. https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2025.111279.

Membros do CINE que participaram do trabalho: Francineide Lopes de Araujo (pós-doutoranda) e Ana Flávia Nogueira (diretora e pesquisadora).