Por Bruno José Gonçalves da Silva                                                                                                    Prof. Dpto. Química – UFPR

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Na ciência, por vezes, nos deparamos com algumas pesquisas insistentes em um determinado campo aparentemente estagnado, e que, de repente, explode com vida nova! Pois bem, é exatamente isso que está acontecendo agora com a energia fotovoltaica! Após poucos anos de pesquisa, cientistas descobriram uma nova classe de materiais com características que os tornam promissores para uso em paineis solares, ou mais exatamente, em dispositivos fotovoltaicos.

De forma simples, os dispositivos fotovoltaicos são aqueles que convertem diretamente a luz solar, que é uma quantidade fantástica de energia gratuita, não poluente e renovável, em eletricidade (para saber mais sobre efeito fotovoltaico). Quer um exemplo? Olhe para o teto do vizinho! Sim… esses “transformadores” de energia, que também são conhecidas como células solares, já foram desenvolvidos e comercializados há tempos, como aqueles que vez ou outra enxergamos nos tetos das residências e que são utilizados para esquentar a água do chuveiro. O problema consiste em descobrir como aproveitar essa energia de forma econômica e como armazená-la, algo que se assemelhe à construção de “baterias solares”.

Há muitos anos, pesquisadores se esforçam para concretizar a promessa de células fotovoltaicas baratas e de alta eficiência na conversão de energia. Apesar de possuírem eficiência da ordem de 25%, os paineis solares mais comuns no mercado, atualmente, são aqueles fabricados à base de silício cristalino. Quer um desses na sua casa? Pois bem, abra sua carteira ou faça um rombo de 15 a 20 mil reais na sua conta bancária para adquirir e instalar paines solares suficientes para alimentar sua residência que deve ter um consumo mensal de 250 kWh de energia (média brasileira). Se descontarmos desse investimento a conta de luz que deixaria de ser paga, o retorno de investimento viria em aproximados e longos 15 anos! Muito tempo não é?

É aí que entra a perovskita, um mineral composto principalmente por titanato de cálcio (CaTiO₃). O incrível deste material é que durante o estudo, ao contrário de outros materiais para o mesmo fim, a tal eficiência de conversão de energia saltou rapidamente de alguns pontos percentuais do seu precursor desenvolvido em 2009, para mais de 16% nas versões atuais, evidenciando que a família das perovskitas não entrou no campo das células solares para brincadeiras. A promessa é de que eficiências maiores que aquelas apresentadas pelos dispositivos atuais sejam alcançadas em curto prazo!

A arquitetura mais simples atualmente da célula solar de perovskita indica que ela está preparada para quebrar o paradigma predominante pela combinação de baixo custo, indicativos de excelente desempenho e produção de larga escala, já que o processo químico usado na sua fabricação é simples e compatível com as técnicas já usadas pela indústria. Outra grande vantagem observada pelos pesquisadores é que os dispositivos baseados na perovskita conseguem absorver a luz solar de forma mais intensa e eficiente do que outros materiais mais comumente usados em células solares. Além disso, estes novos dispositivos são muito finos – cerca de 300 nanômetros de espessura (100 vezes mais fino de um fio de cabelo), contra 150 micrômetros das células de silício – o que lhes dá flexibilidade e transparência, que são características extremamente vantajosas para a construção de paineis solares!

Porém, segundo os próprios pesquisadores envolvidos no tema, existem ainda algumas questões a respeito do seu funcionamento que devem ser mais bem compreendidas. Talvez por isso, apesar de ser um material promissor, a perovskita ainda não alcançou eficiência semelhante às células solares à base de silício, e assim, a viabilidade econômica, de sua produção e comercialização, só poderá ser realmente avaliada quando os pesquisadores conseguirem um dispositivo realmente competitivo em termos de conversão de luz solar à energia elétrica!

Bem… alguns cientistas já citam as novas descobertas como fonte para a melhoria definitiva dessa tecnologia e que estamos testemunhando o surgimento de uma corrente para que, a curto prazo, surja uma alternativa de baixo custo para o aproveitamento da energia solar. Mas em ciência, como já foi salientado em outros textos do Cientistas descobriram que… – CDQ, toda e qualquer descoberta deve ser encarada de forma cautelosa, e muitas das esperanças colocadas em vertentes promissoras de desenvolvimento de novas tecnologias, especialmente aquelas aliadas ao desenvolvimento sustentável da humanidade podem continuar por muito tempo a ser apenas uma esperança. Enquanto isso, continuamos com a certeza da prudência na economia de energia e nos pedidos para São Pedro não nos abandonar!