Pesquisadores da Universidade Nacional de Pusan, da Coreia do Sul, desenvolveram uma nova linha de células solares dobráveis de perovskita. A ideia do trabalho foi permitir a integração da geração solar fotovoltaica em telefones celulares, janelas, veículos ou dispositivos internos, o que é muito difícil com os materiais condutores tradicionais, sem muita flexibilidade.

Para alcançar o objetivo, os pesquisadores desenvolveram um material condutor fino, flexível, transparente e resiliente para suportar a pressão de dobra em um raio muito pequeno, mantendo sua integridade e outras propriedades desejáveis. O material criado pode se sujeitar a deformações com raios de dobramento de até 0,5 mm, índice muito superior ao comumente obtido com os tradicionais substratos de vidro ultrafinos e óxidos de metal condutores transparentes, que apesar de flexíveis não têm a propriedade dobrável.

Uma equipe de cientistas de vários países, coordenada pela universidade coreana, encontrou a solução — cujo resultado foi publicado na revista científica “Advanced Science” — na tecnologia de filmes de nanotubos de carbono de parede única (SWNT), com alta transparência e resiliência mecânica, nos quais os espaços vazios dos nanotubos foram preenchidos com um substrato de poliimida (PI). Essa alteração no nanofilme (dopagem química) foi necessária para evitar que os filmes aderissem, no momento da dobra, à superfície do substrato do dispositivo revestido com a célula.

Para garantir o alto desempenho, foi preciso também revestir quimicamente o material resultante para aumentar sua condutividade. Foram introduzidas pequenas impurezas (neste caso, elétrons retirados do óxido de molibdênio) na camada dos nanocompósitos. Com isso, a energia necessária para que os elétrons se movam pela estrutura é menor e, portanto, mais carga pode ser gerada para uma determinada quantidade de corrente.

O protótipo resultante excedeu as expectativas da equipe, segundo comunicado da universidade de Pusan. Com apenas 7 micrômetros de espessura, o filme composto exibiu resistência à flexão, quase 80% de transparência e uma eficiência de conversão de energia de 15,2%, que seria a mais alta alcançada em células solares usando condutores de nanotubos de carbono.

Para ler o artigo original, com o título “Células solares de perovskita dobráveis ​​usando condutor de poliimida ultrafina incorporada a nanotubo de carbono”, em inglês, acesse https://doi.org/10.1002/advs.202004092.