Mais eficiência

Célula solar feita com spray chega a 22,4% de eficiência

Redação do Site Inovação Tecnológica -  09/10/2018

Esquema e protótipo da célula solar em série. [Imagem: Qifeng Han et al. - 10.1126/science.aat5055]

Célula solar em série

Uma célula solar construída com a técnica simples de spray capturou mais energia da luz solar do que os painéis solares comerciais.

A célula é fabricada pulverizando uma camada fina de perovskita - um composto barato de chumbo e iodo que vem-se mostrando muito eficiente na captação de energia da luz solar - sobre uma célula solar comercialmente disponível, conhecida como CIGS - iniciais dos elementos que a compõem (cobre, índio, gálio e selênio).

A célula dupla resultante converteu 22,4% da energia recebida do Sol em eletricidade, um recorde na eficiência para uma célula solar in tandem (em série) usando esses materiais. O recorde anterior, estabelecido em 2015 por um grupo no Centro de Pesquisa Thomas Watson, da IBM, foi 10,9%.

A taxa de eficiência alcançada é similar à das células solares de silício policristalino que atualmente dominam o mercado fotovoltaico.

"Com o nosso projeto de célula solar em série, estamos retirando energia de duas partes distintas do espectro solar sobre a mesma área do dispositivo. Isso aumenta a quantidade de energia gerada pela luz solar em comparação com a camada CIGS sozinha," disse o professor Yang Yang, da Universidade da Califórnia em Los Angeles.

Rumo ao 30%

A célula CIGS de base, que tem cerca de 2 micrômetros de espessura, absorve a luz solar e gera energia a uma taxa de 18,7% de eficiência. A adição da camada de perovskita de 1 micrômetro de espessura melhora sua eficiência assim como adicionar um turbocompressor a um motor de carro melhora seu desempenho.

As duas camadas são unidas por uma interface em nanoescala que ajuda a elevar a tensão da célula, o que aumenta a quantidade de energia que ela pode exportar. E todo o conjunto fica em um substrato de vidro com cerca de 2 milímetros de espessura.

Yang Yang afirma que células solares que usam o design de duas camadas podem se aproximar de 30% de eficiência na conversão de energia, e seu grupo está trabalhando rumo a esse objetivo.

Outra vantagem é que a técnica de pulverização pode ser incorporada de forma fácil e barata nos processos de fabricação das células solares já existentes.

Bibliografia:
High-performance perovskite/Cu(In,Ga)Se2 monolithic tandem solar cells - Qifeng Han, Yao-Tsung Hsieh, Lei Meng, Jyh-Lih Wu, Pengyu Sun, En-Ping Yao, Sheng-Yung Chang, Sang-Hoon Bae, Takuya Kato, Veronica Bermudez, Yang Yang - Science - Vol.: 361, Issue 6405, pp. 904-908 - DOI: 10.1126/science.aat5055