Pesquisadoras vinculadas à Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) alcançaram um avanço significativo no desenvolvimento de células solares de perovskita capazes de converter luz artificial em eletricidade com alta eficiência. O estudo, conduzido no âmbito do Centro de Inovação em Novas Energias (CINE), envolve diretamente atividades de pesquisa em nível de pós-graduação e reforça o protagonismo da Unicamp na fronteira do conhecimento em energias renováveis.
O trabalho foi desenvolvido em colaboração com cientistas da Itália e resultou em dispositivos com desempenho próximo aos recordes internacionais para aplicações em ambientes internos, como residências, comércios e indústrias. A pesquisa tem potencial para viabilizar o fornecimento de energia limpa e renovável a equipamentos eletrônicos de baixa potência, reduzindo ou eliminando a necessidade de pilhas e baterias.
Inovação científica com forte participação da pós-graduação
O estudo foi liderado por Francineide Lopes de Araújo, pós-doutoranda no CINE e professora colaboradora, com supervisão da professora titular Ana Flávia Nogueira, do Instituto de Química (IQ-Unicamp). A pesquisa integra atividades avançadas de formação em nível de pós-graduação e demonstra como a produção científica da Unicamp contribui diretamente para soluções tecnológicas de impacto econômico e social.
Publicado na revista científica Nano Energy, o trabalho apresenta um tratamento inovador da superfície das células solares de perovskita, capaz de superar um dos principais desafios da tecnologia fotovoltaica para interiores: a baixa luminosidade. Em condições típicas de iluminação artificial (entre 200 e 1.000 lux), os módulos desenvolvidos atingiram eficiência em torno de 34%, um valor considerado entre os mais elevados já reportados na literatura científica.
Tecnologia desenvolvida na Unicamp
A inovação consiste na deposição de uma mistura do sal orgânico phenethylammonium iodide (PEAI) com o aditivo 1,8-diiodooctane (DIO) sobre a camada ativa de perovskita. Esse processo leva à formação espontânea de uma camada bidimensional sobre a perovskita tridimensional, reduzindo defeitos superficiais e melhorando o transporte de carga elétrica.
Um diferencial importante da metodologia é o fato de o processo ocorrer à temperatura ambiente, sem a necessidade de tratamentos térmicos adicionais. Essa característica aumenta o potencial de escalabilidade industrial e reduz custos de fabricação, aspectos estratégicos para a futura aplicação comercial da tecnologia.
A estratégia foi aplicada com sucesso na fabricação de dispositivos em diferentes escalas, desde células solares de pequena área até módulos de até 121 cm², compostos por até 15 subcélulas conectadas em série.
Cooperação internacional e formação avançada
Parte da pesquisa foi realizada durante o estágio de pós-doutorado de Francineide Lopes de Araújo no Center for Hybrid and Organic Solar Energy (CHOSE), da Università degli Studi di Roma Tor Vergata, na Itália, entre 2022 e 2023, com apoio da FAPESP por meio de Bolsa Estágio de Pesquisa no Exterior (BEPE). A colaboração internacional foi fundamental para a realização de experimentos avançados e para a validação dos dispositivos desenvolvidos.
A orientação científica do trabalho foi compartilhada entre a professora Ana Flávia Nogueira, referência internacional na área de células solares emergentes e atual diretora do CINE, e o professor Aldo Di Carlo, fundador do CHOSE, um dos principais centros de pesquisa em fotovoltaicos de perovskita do mundo.
Impacto científico e institucional
Os resultados reforçam a relevância da pesquisa desenvolvida na pós-graduação da Unicamp e evidenciam a capacidade da instituição de liderar projetos estratégicos em parceria com centros internacionais de excelência. Além de ampliar o conhecimento científico sobre células solares de perovskita, o estudo contribui para aproximar essa tecnologia de aplicações comerciais, especialmente no crescente mercado de fotovoltaicos para ambientes internos, avaliado em cerca de US$ 1,2 trilhão.
A pesquisa contou com financiamento da FAPESP e da Shell, suporte estratégico da Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP), além de recursos de agências europeias.
O artigo científico intitulado Empowering perovskite modules for solar and indoor lighting applications by 1,8-diiodooctane/phenethylammonium iodide 2D perovskite passivation strategy está disponível na plataforma ScienceDirect.
A iniciativa reafirma o papel da pós-graduação da Unicamp na geração de conhecimento de alto impacto, na formação de pesquisadores altamente qualificados e no desenvolvimento de soluções inovadoras para os desafios energéticos contemporâneos.
