Capsaicina, a substância química em pimentas picantes, usada para aumentar o desempenho da célula solar

Os biomateriais podem finalmente ajudar a impulsionar as células solares de perovskita para a adoção dominante?

Capsaicina, a substância química em pimentas picantes, usada para aumentar o desempenho da célula solar

Pimenta



Crédito: Pixabay
  • As células solares de perovskita são um tipo emergente de tecnologia solar mais eficiente do que as tecnologias fotovoltaicas atuais, mas ainda não foram adotadas devido a problemas de custo e estabilidade.
  • Em um estudo recente, os cientistas trataram as células solares de perovskita com pequenas quantidades de capsaicina, descobrindo que o composto melhorava a estabilidade e a eficiência.
  • Em 2022, uma startup britânica planeja colocar células solares de perovskita no mercado pela primeira vez.

Um novo estudo mostra que o tratamento de células solares de perovskita com capsaicina - o composto orgânico que torna as pimentas picantes - as torna mais eficientes.



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O estudo, publicado na revista Joule , pode ajudar a avançar a viabilidade das células solares de perovskita, um tipo emergente de tecnologia solar que ainda não é amplamente usada, mas promete ser mais eficiente e escalável do que as tecnologias fotovoltaicas atuais.

No estudo, uma equipe de cientistas da China e da Suécia adicionou pequenas quantidades de capsaicina (1 por cento em peso) ao precursor químico usado para fazer células solares de perovskita. A equipe então mediu a eficiência com que as células tratadas com capsaicina converteram a luz ultravioleta e visível em eletricidade, em comparação com as células solares de perovskita não tratadas.



Os resultados mostraram que as células tratadas eram 21,88 por cento eficientes, em comparação com a classificação das células não tratadas de 19,1 por cento. As células tratadas também ficaram mais estáveis, apresentando 90 por cento de sua eficiência inicial após 800 horas de armazenamento em ar ambiente. Isso é significativo, considerando que uma das principais coisas que impedem as células solares de perovskita de se tornarem economicamente viáveis ​​é sua tendência a degradam-se relativamente rapidamente no ambiente .

Usando biomateriais para impulsionar a tecnologia solar


A equipe precisa conduzir mais pesquisas para determinar exatamente por que a capsaicina aumenta a eficácia e estabilidade das células solares de perovskita, mas eles levantaram a hipótese de que o composto aumenta a densidade de elétrons no filme de perovskita devido à forma como interage com os íons de chumbo na célula solar .

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Biomateriais como a capsaicina podem algum dia tornar as células solares de perovskita economicamente viáveis, mas as técnicas ainda precisam ser aprimoradas.



'No futuro, a tecnologia de aditivo de biomaterial baseado em florestas verdes e sustentáveis ​​será uma tendência clara em materiais perovskita sem chumbo não tóxicos', disse Qinye Bao, autora sênior do estudo da East China Normal University, em um demonstração . 'Esperamos que isso eventualmente produza uma célula solar de perovskita totalmente verde para uma fonte de energia limpa.'

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O estudo recente não é a primeira vez que cientistas usam biomateriais para aumentar o desempenho de células solares de perovskita: Cafeína e a proteína bacteriorodopsina (bR) também mostraram benefícios. O principal apelo dos biomateriais é que eles são abundantes no meio ambiente, portanto, são relativamente baratos e fáceis de obter em comparação com os materiais sintéticos.

O futuro das células solares perovskita

Desde que os absorvedores de perovskita foram usados ​​pela primeira vez em células solares em 2006, as taxas de eficiência subiram de apenas 3% para mais de 25%. A pesquisa também sugere que o emparelhamento de células solares de perovskita com silício pode aumentar os níveis de eficiência para quase 30 por cento .

Joe Berry, cientista sênior do Laboratório Nacional de Energia Renovável dos EUA, disse :

“O impacto potencial das células solares de perovskita é basicamente transformacional”, disse ele, acrescentando que o objetivo de longo prazo é cortar custos de fabricação e torná-los onipresentes. “Quer dizer, você pode colocá-los em qualquer lugar. Você pode literalmente pintá-los na lateral de um prédio e tudo então se tornar algo que pode produzir eletricidade e energia. '

Em 2022, a startup Oxford PV baseada no Reino Unido planos para se tornar a primeira empresa a lançar células solares de perovskita no mercado (embora as células também incluam silício). Se essas empresas puderem demonstrar que as células solares de perovskita, ou abordagens híbridas, podem produzir eletricidade barata e não quebrarão ao longo dos anos de uso, isso poderia levar as indústrias e concessionárias a começar a adotar a energia solar em um ritmo mais rápido.

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