Tecnologia solar ultrafina promete energia para celulares e prédios
Gotemburgo — InkDesign News —
Pesquisadores da Universidade de Tecnologia de Chalmers, em Gotemburgo, Suécia, deram um importante passo rumo à compreensão e ao controle das haleto perovskitas — materiais altamente promissores para a nova geração de células solares ultrafinas, segundo estudo publicado em 14 de agosto de 2025 no Journal of the American Chemical Society.
O Contexto da Pesquisa
O consumo global de eletricidade está crescendo de forma acelerada e, segundo a Agência Internacional de Energia, deve representar mais de 50% do uso total de energia mundial em 25 anos, em comparação aos atuais 20%. Soluções ambientalmente sustentáveis, especialmente avanços em células solares, tornaram-se um foco de atenção global. Neste cenário, os materiais conhecidos como haleto perovskitas destacam-se pelo potencial de produzir células solares flexíveis e eficientes, além de dispositivos optoeletrônicos como LEDs. No entanto, desafios relacionados à estabilidade desses materiais, especialmente o composto cristalino iodeto de chumbo de formamidínio, têm limitado sua adoção mais ampla.
Resultados e Metodologia
Combinando simulações computacionais avançadas e aprendizado de máquina, o grupo de pesquisa de Chalmers conseguiu modelar com precisão as propriedades desses materiais. Isso permitiu a análise de fases estruturais até então de difícil investigação experimental, especialmente em baixas temperaturas. Os pesquisadores demonstraram que o método possibilitou simulações milhares de vezes mais longas e modelos compostos por milhões de átomos, aproximando-se das condições reais de uso.
“Para atender à demanda, há uma necessidade significativa e crescente de novos métodos de conversão de energia ambientalmente amigáveis e eficientes, como células solares mais eficientes. Nossas descobertas são essenciais para projetar e controlar um dos materiais de célula solar mais promissores para utilização ideal. É muito empolgante que agora tenhamos métodos de simulação que podem responder a questões que estavam sem solução até poucos anos atrás.”
(“To meet the demand, there is a significant and growing need for new, environmentally friendly and efficient energy conversion methods, such as more efficient solar cells. Our findings are essential to engineer and control one of the most promising solar cell materials for optimal utilization. It’s very exciting that we now have simulation methods that can answer questions that were unresolved just a few years ago.”)— Julia Wiktor, Investigadora Principal, Universidade de Tecnologia de Chalmers
Entre as principais descobertas está a caracterização da estrutura do iodeto de chumbo de formamidínio em baixas temperaturas e a observação de que as moléculas atingem um estado semi-estável ao esfriar o material. Para comprovar a validade dos modelos, os cientistas cooperaram com o grupo experimental da Universidade de Birmingham, realizando experimentos em temperaturas de até –200°C para confrontar simulação e realidade.
“A fase de baixa temperatura deste material há muito era uma peça ausente no quebra-cabeça da pesquisa, e agora solucionamos uma questão fundamental sobre a estrutura desta fase.”
(“The low-temperature phase of this material has long been a missing piece of the research puzzle and we’ve now settled a fundamental question about the structure of this phase.”)— Sangita Dutta, Pesquisadora, Universidade de Tecnologia de Chalmers
Implicações e Próximos Passos
A compreensão detalhada das fases e propriedades das haleto perovskitas abre caminho para o desenvolvimento de células solares e dispositivos optoeletrônicos mais eficientes e duráveis. As simulações ampliadas pelo uso de aprendizado de máquina proporcionam um novo patamar de precisão na modelagem de materiais, aproximando resultados de laboratório das condições reais de uso em escala industrial. O estudo contou com colaboração internacional e apoio de diversas fundações de pesquisa na Suécia e na União Europeia.
O avanço representa uma etapa fundamental rumo ao uso comercial dessas tecnologias, potencializando a transição para fontes de energia limpas e sustentáveis. Nos próximos anos, espera-se que as descobertas sirvam de base para novos experimentos e para o refinamento dos processos de fabricação de dispositivos baseados em haleto perovskitas.
Fonte: (ScienceDaily – Ciência)
