A maioria dos materiais de perovskita que foram objeto de pesquisa para aplicações solares baseiam-se em chumbo, um material altamente tóxico; e também em materiais orgânicos, que muitas vezes causam problemas de estabilidade.
Agora, pesquisadores da Brown University e da Universidade de Nebraska-Lincoln desenvolveram células solares de perovskita inorgânica que substituem o chumbo com titânio. A pesquisa, publicada na revista Joule, demonstra que esse material poderia ser útil em matrizes de células em tandem com material de silicio ou de células solares.
«O titânio é um elemento abundante, robusto e biocompatível que, até agora, foi amplamente negligenciado na pesquisa de perovskita», disse a professora de Brown School of Engineering, Nitin Padture. «Nós mostramos que é possível usar material à base de titânio para produzir perovskita de filme fino e que o material possui propriedades favoráveis para aplicações solares».
As células produzidas foram semitransparentes, com uma margem de faixa de 1,8 eV e uma eficiência de 3,3%.
Estes resultados são bem inferiores aos obtidos com perovskites baseados em chumbo, e ainda mais longe dos níveis de eficiência comercial, mas os pesquisadores querem enfatizar que este é um bom resultado para ser a primeira vez que um novo material, e que há muito espaço para melhorias.
A pesquisa começou com simulações computacionais conduzidas por teóricos da Universidade de Nebraska-Lincoln, que mostraram o potencial de uma classe de perovskitas à base de césio, titânio e um halogênio, como bromo ou iodo.
Outras tentativas de criar perovskitas sem chumbo concentraram-se principalmente na lata, que, de acordo com os pesquisadores, é um candidato mais fraco do que o titânio, uma vez que é mais propenso à oxidação.
O material também exibiu uma tensão de circuito aberto de mais de 1 V, que de acordo com os pesquisadores é uma prova adicional do potencial do material. «A tensão de circuito aberto é uma propriedade chave que podemos usar para avaliar o potencial de um material de células solares», disse Padture. «Ter um valor tão alto desde o início é muito promissor».
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