Nova tecnologia permite observar células solares em funcionamento real

Pesquisadores do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), localizado em Campinas, estão à frente de uma inovação que promete transformar a análise de células solares. Eles desenvolveram um instrumento para o acelerador de partículas Sirius que permite observar o funcionamento interno dessas células em escala nanométrica, enquanto elas geram eletricidade em condições reais.

A nova plataforma possibilita a avaliação de dispositivos completos sob condições que simulam o cotidiano, incluindo exposição à luz, calor e umidade. Isso representa uma evolução significativa em relação aos métodos tradicionais, que analisam peças isoladas em laboratório. Rodrigo Szostak, pesquisador do Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS-CNPEM) e autor do estudo, destaca que a tecnologia é essencial para entender a estrutura atômica e a química dos materiais usados nas células solares, especialmente no que tange à degradação.

As células solares de perovskita, objeto principal do estudo, têm avançado rapidamente devido à sua alta eficiência e facilidade de fabricação. No entanto, ainda existem muitas questões a serem exploradas, como a estabilidade desses dispositivos sob condições variáveis. Szostak ressalta que a exposição a luz, calor e umidade pode alterar a estrutura e composição das células solares, afetando seu desempenho.

Para realizar essa análise, os pesquisadores criaram um sistema que mantém a amostra estável e em foco, mesmo com variações térmicas. O suporte foi projetado para evitar deslocamentos que poderiam prejudicar as medições. A plataforma também inclui um ambiente controlado para simular diferentes atmosferas e um sistema de iluminação que reproduz as características da luz solar.

Os testes iniciais mostraram que a amostra pode ser aquecida de forma uniforme, com variações mínimas de temperatura, permitindo um monitoramento preciso das reações químicas e estruturais durante o funcionamento da célula solar. Além disso, a tecnologia possibilita a utilização de raios X para analisar a composição química e a estrutura atômica dos materiais em alta resolução.

O sistema foi testado com uma célula solar de perovskita, onde foram obtidas informações valiosas sobre a resposta do dispositivo a variações de temperatura e iluminação. Essa pesquisa não só contribui para a compreensão da degradação das células solares, mas também abre novas possibilidades para otimizar a eficiência energética dos dispositivos solar.

Com o equipamento agora disponível para a comunidade científica, espera-se que mais experimentos sejam realizados, não apenas com células solares de perovskita, mas também com outros tipos de dispositivos que possam se beneficiar desse tipo de análise. A combinação de diferentes técnicas de raios X permitirá um aprofundamento sem precedentes nas propriedades dos materiais, o que pode levar a inovações significativas no campo da energia renovável.