Esses materiais deveriam ter revolucionado a indústria de energia solar. Por que isso não aconteceu?
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Esses materiais deveriam ter revolucionado a indústria de energia solar. Por que isso não aconteceu?

As perovskitas têm potencial, mas são limitadas pelas condições do mundo real.

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Os painéis solares são praticamente sinônimos de silício. O material é usado em atualmente cerca de 95% dos painéis no mercado. Todavia, as células solares de silício têm uma limitação do quanto de energia solar podem absorver, e sua fabricação ainda é relativamente cara.
Para muitos, compostos chamados perovskitas mostram há bastante tempo potencial como materiais solares que podem ser mais baratos, leves e eficientes. Contudo, apesar do entusiasmo, e de uma enxurrada de startups para comercializar a tecnologia, alguns especialistas alertam que ainda pode levar quase uma década para que as células solares à base de perovskita tenham um impacto comercial significativo, se é que algum dia terão.

Embora estudos recentes sobre células de perovskita tenham mostrado progresso em métricas-chave como eficiência, a realidade é que os materiais ainda parecem estar longe de suportar as condições do mundo real.
“No geral, acho que a comunidade [da perovskita] como um todo está projetando uma impressão enganosa de que essas coisas estão prestes a ser comercializadas”, diz Martin Green, pesquisador de materiais solares da Universidade de New South Wales, na Austrália.
As perovskitas são uma família de materiais sintéticos eficientes em absorver a luz solar e que podem ser usados para revestir superfícies com relativa facilidade, criando células solares baratas que podem aproveitar a energia do sol e transformá-la em eletricidade.

Embora o silício tenha tido melhor desempenho nas principais métricas que os pesquisadores usam para avaliar materiais solares, as perovskitas estão se aproximando com rapidez, especialmente no quesito eficiência ao se pensar na quantidade de energia do sol que uma célula converte em eletricidade. Tanto o silício quanto as perovskitas recentemente tiveram uma performance recorde de mais de 25%.
O progresso veloz no trabalho com as perovskitas gerou um grande influxo de pesquisadores visando explorar os materiais. Artigos científicos anunciavam novas conquistas e o financiamento acompanhava essa tendência. Por exemplo, o Departamento de Energia dos EUA oferece um prêmio de startup para empresas de perovskita.

Várias startups, como a Microquanta Semiconductor, a Oxford PV, e a Saule Technologies, angariaram milhões em financiamento e até fizeram projetos de demonstração.
Mas, apesar do alarde, há alguns pontos cruciais que tornam improvável que o seu telhado tenha painéis solares à base de perovskitas em um futuro próximo. Um dos principais motivos é o fato de que elas são muito frágeis.
É verdade que são mais resistentes do que antes. As perovskitas costumavam se desfazer no curto tempo que os pesquisadores levavam para transportar pelo laboratório uma amostra recém-feita para ser testada. “Isso mudou há aproximadamente uma década”, diz Joseph Berry, pesquisador de perovskitas do Laboratório Nacional de Energia Renovável dos EUA.

Entretanto, a estabilidade do mineral continua sendo um desafio difícil.
Em um estudo, publicado na revista Science em abril, os pesquisadores descobriram uma nova maneira de construir células solares de perovskita com aditivos que melhoraram sua eficiência e vida útil. As células resistiram a 1.500 horas de alto calor e umidade no laboratório.
O problema é repetir esses resultados no mundo real. Os pesquisadores tem dificuldade para simular essas mesmas condições, e o silício estabeleceu um alto padrão, com muitos fabricantes garantindo que seus painéis mantêm 80% de seu desempenho por 30 ou até 40 anos.
Recentemente, pesquisadores realizaram testes de campo e descobriram que células à base de perovskita mantiveram mais de 90% de seus níveis iniciais de performance após alguns meses. Porém, perder só quase 10% do desempenho nesse período de tempo não é uma métrica boa o suficiente por si só.

Outro problema é que esses testes foram feitos usando células pequenas. Aumentar as perovskitas e fazer células maiores que possam ser combinadas para formar painéis solares de tamanho normal costuma gerar retrocessos na eficiência e na vida útil.
Esses desafios significam que a hegemonia das perovskitas nos mercados solares está mais longe ou não é tão inevitável como alguns pesquisadores fazem parecer, diz Green.
Aperfeiçoar as perovskitas com métodos como a adição de estabilizadores e materiais que as protejam das intempéries eventualmente pode permitir que essas células solares durem algumas décadas em condições normais de operação, diz Letian Dou, um pesquisador de perovskitas da Universidade de Purdue, nos EUA. Mas ele prevê que levará uma década ou mais até que as perovskitas façam progressos comerciais significativos.

Apesar dos desafios, há uma verdadeira demanda por tipos diferentes de células solares. Especialmente agora que a procura por materiais solares está explodindo, diz Jenny Chase, chefe de análise solar da Bloomberg New Energy Finance.
Além do mais, as perovskitas não seriam obrigadas a competir diretamente com o silício, pois podem ser usadas em células combinadas, onde uma camada de perovskita é colocada por cima de uma célula de silício. Como os dois materiais capturam diferentes comprimentos de onda de luz, eles podem se complementar.
A menos que consigam tornar as células solares de perovskita muito mais estáveis, é provável que nada disso aconteça. Mas, os pesquisadores certamente não estão abrindo mão da esperança. Segundo Green, “Ainda há a chance de alguém acertar em cheio”.