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Como uma equipe chinesa levou células solares tandem de perovskita e orgânicas a 28,04%
Pesquisadores liderados por Li Yongfang e Meng Lei alcançaram eficiência certificada de conversão de energia de 28,04% em regime estacionário — o recorde mundial reportado para células solares tandem de perovskita e o... A estratégia de “regulação em todas as etapas” busca controlar defeitos durante a preparação do...
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Resposta de pesquisa
Principais conclusões
- Pesquisadores liderados por Li Yongfang e Meng Lei alcançaram eficiência certificada de conversão de energia de 28,04% em regime estacionário — o recorde mundial reportado para células solares tandem de perovskita e o...
- A estratégia de “regulação em todas as etapas” busca controlar defeitos durante a preparação do material, o crescimento do filme e a operação, reduzindo a segregação de fases dos haletos induzida pela luz.
- O dispositivo reteve 90% da eficiência inicial após 625 horas de iluminação contínua.
- A tecnologia pode favorecer painéis finos, leves e flexíveis, mas ainda precisa superar testes de escala, encapsulamento, radiação, vácuo e ciclos térmicos antes de aplicações espaciais.
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openai.comCreate a landscape editorial hero image for this Studio Global article: What did the Chinese Academy of Sciences team led by Academician Li Yongfang and researcher Meng Lei achieve, as reported in Nature on Augus. Article summary: The CAS team led by Li Yongfang and Meng Lei reported a record perovskite–organic tandem solar cell: a certified steady-state power-conversion efficiency of 28.04%. The reported Nature publication date appears to be July. Topic tags: general, academic, general web. Style: premium digital editorial illustration, source-backed research mood, clean composition, high detail, modern web publication hero. Use reference image context only for broad subject, composition, and topical grounding; do not copy the exact image. Avoid: logos, brand marks, copyrighted characters, real person likenesses, fake screenshots, UI text, readable text, watermarks, charts with fake num
Uma equipe do Instituto de Química da Academia Chinesa de Ciências, liderada pelo acadêmico Li Yongfang e pelo pesquisador Meng Lei, anunciou uma célula solar tandem monolítica de perovskita e material orgânico com eficiência certificada de conversão de energia de 28,04% em regime estacionário. O desempenho foi descrito como um novo recorde mundial para essa classe de dispositivo. O estudo correspondente foi publicado na revista Nature em 13 de julho de 2026, e não em 21 de agosto. 18
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A importância do resultado vai além do número. Os pesquisadores também atacaram uma das principais limitações das perovskitas de banda larga: a tendência de sofrer segregação de fases dos haletos induzida pela luz, fenômeno que pode reduzir o desempenho durante a operação.
O que o dispositivo alcançou
A célula tandem registrou eficiência máxima de 28,80%, enquanto a medição certificada em regime estacionário ficou em 28,04%. 18 Antes da integração com a célula orgânica inferior, a subcélula superior de perovskita de banda larga também apresentou uma tensão de circuito aberto excepcionalmente alta para esse tipo de dispositivo, segundo a Academia Chinesa de Ciências.
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O dispositivo manteve 90% da eficiência inicial após 625 horas de iluminação contínua, de acordo com informações do instituto e da imprensa estatal chinesa. 18
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Esses números, porém, correspondem a resultados de laboratório. Eles não significam que a tecnologia já esteja pronta para produção comercial em larga escala ou para uso no espaço.
Por que usar duas células em tandem?
Uma célula solar tandem combina duas subcélulas fotovoltaicas, uma sobre a outra, com materiais capazes de absorver faixas diferentes do espectro solar. No dispositivo chinês, a perovskita de banda larga fica na parte superior, enquanto a célula orgânica ocupa a parte inferior.
- A perovskita de banda larga, na camada superior, absorve principalmente fótons de maior energia.
- A célula orgânica, na camada inferior, aproveita parte da luz de menor energia que atravessa a perovskita.
Essa divisão melhora o aproveitamento da luz em comparação com uma célula baseada em um único absorvedor. Em termos de arquitetura, as duas subcélulas são conectadas em série: uma possui banda larga e a outra, banda mais estreita. 25
As características do material orgânico também podem contribuir para proteger a camada de perovskita de algumas exposições ambientais. O grau dessa proteção, no entanto, depende de toda a estrutura do dispositivo e das condições de operação.
A estratégia para controlar defeitos e instabilidade
Perovskitas de banda larga com mistura de haletos são atraentes para células tandem porque sua banda proibida pode ser ajustada para complementar a célula inferior. O problema é que a iluminação pode fazer os íons de haleto se redistribuírem dentro do material.
Esse processo cria regiões com diferentes bandas proibidas e pode prejudicar a tensão e a potência da célula. Para enfrentá-lo, a equipe adotou uma estratégia descrita como “regulação em todas as etapas”. Em vez de corrigir defeitos apenas depois que o filme já está formado, os pesquisadores buscaram controlar os processos relacionados a defeitos durante a preparação do material, o crescimento do filme e a operação sob iluminação. A abordagem utiliza um aditivo que pode se transformar quando exposto à luz para ajudar a estabilizar a fase de perovskita com haletos mistos. 17
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O objetivo é limitar a separação de fases e preservar tanto a tensão da subcélula de perovskita quanto a produção de energia do dispositivo tandem durante o uso. 17
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A estratégia é relevante porque eficiência e estabilidade estão diretamente ligadas em dispositivos tandem de banda larga. Uma célula que começa com desempenho recorde perde parte do valor prático se sua camada ativa se alterar rapidamente sob a luz de operação.
Por que a tecnologia pode ser flexível e leve
Camadas de perovskita e materiais orgânicos podem, em princípio, ser depositadas a partir de soluções. Isso abre caminho para processos como revestimento slot-die e fabricação roll-to-roll, nos quais o material é aplicado continuamente sobre uma superfície — uma lógica semelhante à de uma impressora industrial.
Esse potencial pode resultar em dispositivos finos, leves, dobráveis e capazes de acompanhar superfícies curvas. Trabalhos anteriores já demonstraram células tandem de perovskita e material orgânico em formatos rígido e flexível, reforçando o interesse da arquitetura para a energia fotovoltaica adaptável. 10
Entre as possíveis aplicações estão:
- sistemas fotovoltaicos integrados a fachadas e outras superfícies curvas de edifícios;
- fontes de energia vestíveis ou adaptáveis ao corpo;
- sistemas leves para drones; e
- estruturas aeroespaciais nas quais massa e volume de armazenamento são fatores importantes.
Nesses cenários, a maior vantagem pode não ser apenas a eficiência máxima. Um painel que pesa menos, pode ser dobrado ou se adapta a uma superfície curva pode ser instalado em locais onde módulos rígidos convencionais são difíceis de transportar ou posicionar.
Isso pode levar a painéis solares enroláveis para satélites?
A ideia é tecnicamente plausível e justifica novas pesquisas: matrizes solares flexíveis e leves poderiam ser enroladas ou dobradas durante o lançamento e abertas depois de chegar à órbita.
Mas a eficiência de 28,04% não comprova que a célula esteja pronta para satélites. Antes de uma aplicação espacial, seria necessário testar, entre outros pontos:
- resistência à radiação ultravioleta e à radiação de partículas;
- estabilidade no vácuo e controle da liberação de gases dos materiais;
- resistência a ciclos térmicos repetidos;
- durabilidade mecânica durante o lançamento, a abertura e a operação; e
- desempenho uniforme em áreas maiores e em módulos interconectados.
Os resultados disponíveis demonstram um recorde certificado de eficiência e estabilidade sob iluminação contínua. Eles não demonstram qualificação para o ambiente espacial. Essa diferença é fundamental ao passar de uma célula campeã de pequena área para um sistema de voo.
O próximo desafio: sair da célula de laboratório
O passo seguinte deve ser o aumento da escala com reprodutibilidade: transformar a célula de pequena área em submódulos uniformes e, depois, em módulos flexíveis com interconexões e encapsulamento confiáveis.
Também será necessário avaliar o comportamento do dispositivo completo sob combinações realistas de calor, luz, umidade, flexão, vácuo e radiação. Um dispositivo de alto desempenho só se torna um produto quando consegue repetir seus resultados em áreas maiores e manter essa performance diante das condições da aplicação final.
O avanço da Academia Chinesa de Ciências representa, portanto, duas conquistas relacionadas: um recorde certificado de 28,04% em eficiência estacionária para células tandem de perovskita e material orgânico e uma estratégia de materiais voltada a tornar as perovskitas de banda larga mais estáveis sob iluminação. A relevância comercial e espacial do resultado dependerá de sua sobrevivência ao aumento de escala e aos testes de confiabilidade específicos de cada aplicação.
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O dispositivo reteve 90% da eficiência inicial após 625 horas de iluminação contínua.