Nova técnica deixa painel de perovskita quase tão eficiente quanto o de silício
Por Gustavo Minari | Editado por Douglas Ciriaco | 25 de Janeiro de 2022 às 16h35
Pesquisadores da Universidade Nacional de Cingapura (NUS) estabeleceram um novo recorde de eficiência para conversão de energia em células solares feitas de perovskita e outros materiais orgânicos, alcançando um índice de 23,6% e se aproximando dos painéis convencionais de silício.
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Atualmente, as células solares fabricadas com silício possuem uma taxa de conversão — porcentagem da energia da luz do Sol que chega e é realmente convertida em corrente elétrica — de 26,7%, sendo a tecnologia dominante no mercado atual de energia fotovoltaica.
“Os sistemas de energia limpa e renovável são extremamente importantes para a redução de carbono. A alta eficiência de conversão de energia das células solares é fundamental para gerar mais eletricidade em áreas limitadas e isso, por sua vez, reduz o custo total de produção”, explica o professor de engenharia química Hou Yi, autor principal do estudo.
Novo recorde de eficiência
As células solares convencionais, usadas atualmente para gerar eletricidade limpa, são baseadas em uma arquitetura de junção única que apresenta uma taxa de conversão limitada em, no máximo, 27%. Para ultrapassar essa marca, é preciso aumentar o desempenho geral dos painéis fotovoltaicos.
Segundo os pesquisadores, para elevar essa eficiência de conversão de energia das células solares, são necessárias pilhas de duas ou mais camadas absorventes. Essas células mutijunção geralmente são fabricadas usando dois tipos diferentes de materiais fotovoltaicos, garantindo uma taxa de aproveitamento superior.
“Nosso trabalho abre caminho para a produção de células feitas de perovskita e materiais orgânicos mais finas, leves e dobráveis, que podem ser aproveitadas pela indústria na confecção de equipamentos eletrônicos vestíveis da próxima geração”, acrescenta o engenheiro biomolecular Chen Wei, coautor do estudo.
Células solares tandem
Em vez de utilizar uma única camada absorvente formada por silício ou perovskita, os pesquisadores descobriram uma forma de fabricar um dispositivo duplo, ligando as duas camadas em série (in tandem) para aproveitar uma faixa mais ampla e eficiente do espectro solar.
Ao desenvolver uma estrutura de interconexão capaz de reduzir as perdas de tensão, ópticas e elétricas dentro da célula solar, os cientistas não só conseguiram uma taxa de conversão superior, como também provaram que os dispositivos tandem permanecem com uma taxa de eficiência de 90% após mais de 500 horas sob iluminação solar contínua.
"Nosso estudo mostra o grande potencial das células solares tandem baseadas em perovskita para a futura aplicação comercial da tecnologia fotovoltaica. Com base em nossa nova descoberta, esperamos melhorar ainda mais o desempenho desses painéis solares, tornando possível sua fabricação em escala industrial", encerra o professor Hou Yi.