Como uma célula solar brasileira passou a gerar energia sob a luz fraca do escritório

Uma lâmpada de escritório ilumina a mesa inteira, mas entrega muito menos energia a uma célula solar do que o sol. Para um dispositivo fotovoltaico, a luz artificial fraca deixa menos carga disponível e torna mais visíveis os defeitos na superfície do material.

Foi esse cenário que a equipe do Centro de Inovação em Novas Energias, o CINE, ligada à Unicamp, enfrentou em uma pesquisa divulgada pela Agência FAPESP em 14 de outubro de 2026. Um tratamento aplicado sobre a perovskita fez um módulo transformar a luz de LEDs em eletricidade: em três níveis de iluminação, a eficiência chegou perto de 34%.

Francineide Lopes de Araújo liderou o trabalho, com supervisão de Ana Flávia Nogueira. O resultado é experimental: um dispositivo medido em laboratório, com escala de módulo e um processo que dispensa aquecimento depois da deposição. A aplicação mais direta é em eletrônicos de baixa potência, como sensores instalados em locais onde trocar baterias dá trabalho.

O desafio aparece quando o sol sai de cena

Ambientes internos têm níveis de luz muito menores que os usados para avaliar uma placa no sol. Quando a intensidade cai, a eficiência também pode cair: estados de armadilha na superfície capturam parte dos portadores e aumentam a recombinação antes que eles contribuam para a corrente.

A equipe trabalhou com perovskita, uma família de materiais que pode ser depositada em camadas finas e ajustada para diferentes fontes de luz. O ganho em pouca iluminação depende de controlar a superfície onde essas camadas se encontram.

Entre 2022 e 2023, em Roma, Francineide Lopes de Araújo realizou um estágio de pesquisa pós-doutoral no CHOSE, da Universidade de Roma Tor Vergata. Ali, a pós-doutoranda do CINE usou a infraestrutura do laboratório para realizar experimentos avançados e validar os dispositivos. Ana Flávia Nogueira, da Unicamp, supervisionou o trabalho.

Araújo levou o tratamento e conduziu o experimento; o laboratório italiano permitiu fazer medições avançadas e validar os dispositivos desenvolvidos.

Uma camada fina para conter perdas

Os pesquisadores depositaram uma mistura do sal orgânico iodeto de fenetilamônio, chamado PEAI, com o aditivo 1,8-diiodooctano, ou DIO, sobre a camada tridimensional de perovskita. Quando DIO entra na mistura, forma-se espontaneamente uma camada bidimensional sobre a perovskita tridimensional. Essa camada neutraliza defeitos da superfície e melhora o transporte da carga elétrica.

É como aplicar um selante fino numa superfície cheia de pequenos vazamentos: menos carga se perde antes de chegar ao caminho elétrico.

Na fabricação, o tratamento acontece à temperatura ambiente e não exige aquecimento posterior. Isso elimina uma etapa de calor e simplifica a sequência de produção.

Sob condições de iluminação interna (1000 lux, 500 lux e 200 lux), nosso tratamento reduz substancialmente os estados de armadilha interfacial, permitindo um desempenho em torno de 34 % para módulos de perovskita de baixo bandgap.

Da célula pequena ao módulo

A estratégia foi empregada em dispositivos de diferentes escalas, desde células solares de pequena área até módulos de grande área, de até 121 cm², formados por até 15 subcélulas conectadas em série. O ganho precisava continuar quando a área crescesse e as partes passassem a trabalhar juntas.

Para medir o desempenho em ambiente interno, o artigo da Nano Energy usou um módulo ativo de 9 cm² com cinco subcélulas em série sob um LED branco frio. A 1.000 lux, a eficiência chegou a 33,9%; a 500 lux, ficou em 32,23%; a 200 lux, em 29,04%. Lux é a unidade que indica quanta luz chega a uma superfície, portanto os três valores representam níveis diferentes de iluminação artificial.

Sob iluminação solar padronizada, módulos tratados alcançaram 17,7% de eficiência em 32 cm² e 15,6% em 121 cm². A comparação mostra que o tratamento acompanhou a fabricação em área maior, enquanto a medição sob LED responde ao problema central da pesquisa.

Em testes de estabilidade, os pesquisadores observaram uma vida útil T80 três vezes maior que a de dispositivos sem tratamento. T80 é o tempo até o dispositivo conservar 80% do desempenho inicial.

O que muda para quem usa um sensor

Um sensor instalado em uma loja, uma estufa ou uma linha de produção costuma consumir pouca energia, mas trocar sua bateria exige acesso ao equipamento e uma rotina de manutenção. Uma célula que aproveite a iluminação já existente pode reduzir essa intervenção e permitir que o sensor permaneça em locais difíceis de acessar.

A pesquisa mostrou um módulo que trabalha com luz artificial, foi fabricado em áreas diferentes e dispensa uma etapa de aquecimento depois do tratamento. Esses resultados abrem uma possibilidade para eletrônicos de baixa potência em ambientes internos, como sensores que precisam operar longe de tomadas.

Em uma loja, estufa ou linha de produção, a iluminação já instalada pode se tornar parte da alimentação de sensores de baixo consumo, reduzindo a dependência de baterias. A célula testada ainda está no laboratório, mas já foi levada de uma amostra pequena a módulos de 121 cm²; nessa escala, a luz do teto deixa de ser só iluminação e vira uma fonte que o dispositivo consegue medir e converter.