Célula Solar Fotovoltaica

Novo recorde de eficiência solar de 29,2% foi certificado pelo Instituto Fraunhofer para Sistemas de Energia Solar alemão

Célula solar de perovskita e silício texturizado atinge novo recorde de eficiência

Investigadores da École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) desenvolveram uma célula solar que atingiu uma eficiência de 29,2%. Resultado alcançado com a combinação de uma célula de perovskita com outra de silício texturizado.

As células solares de silício são usadas universalmente, mas a sua eficiência de conversão ainda é limitada. Motivo pelo qual deveria alcançar um máximo de eficiência de 27%, devido às restrições termodinâmicas inerentes ao processo. Tanto que os painéis equipados com este tipo de células solares têm uma eficiência máxima entre 23-25%.

Para ultrapassar essas restrições, combinaram o silício com uma segunda célula solar fotovoltaica que absorve a radiação azul e verde do espetro solar para a aproveitar ao máximo. Estas duas células formam assim um “tandem”. Entre os diferentes materiais que se poderiam utilizar para esta combinação, verificou-se que a perovskita à base de haletos era a melhor alternativa possível para aumentar a eficiência do silício sem gerar custos adicionais de produção.

O truque do haleto para atingir o novo recorde de eficiência

Um dos grandes obstáculos foi encontrar uma maneira de cobrir uniformemente a superfície rugosa ou texturizada do silício com uma camada fina de perovskita à base de haleto. Recorreu-se à superfície texturizada para minimizar o reflexo da luz, sendo que este tipo de sistema já se encontra em todas as células de silício cristalino disponíveis no mercado.

Para isso, os investigadores da EPFL, em 2018 já haviam desenvolvido um método que lhes permitiu distribuir uniformemente as camadas de perovskita sobre o silício texturizado. Os dispositivos em que aplicaram tal método, nessa altura já tinham mostrado uma eficiência de 25,2%.

Agora, melhoraram o processo de cristalização da perovskita e desenvolveram novas camadas ultra-transparentes com células solares em tandem com uma eficiência de 29,2%, num aérea de 1cm2. Esse recorde de eficiência foi certificado pelo Instituto Fraunhofer para Sistemas de Energia Solar (Fraunhofer ISE), tendo sido declarado como o novo recorde mundial de eficiência para um dispositivo de perovskita com silício texturizado.

Sobre a comercialização

Este é apenas o primeiro passo. A equipa de investigadores já identificou uma nova forma de atingir rendimentos superior a 30%, aproveitando a forte corrente elétrica proveniente da textura do silício.

Christophe Ballif, investigador do EPFL, diz que “serão necessário vários anos de investigação e de desenvolvimento para comercializar esta tecnologia, bem como melhorar os processos de produção corresponderes. Um dos grandes desafios será desenvolver células solares que possam permanecer nos telhados sem se deteriorarem por mais de 25 anos”.

Conseguir uma eficiência ainda maior, sem mudar a textura do silício, será proveitoso para a indústria fotovoltaica. Visto que esta descoberta traz novas perspetivas prometedoras para reduzir o custo de produção da eletricidade por kWh, visto que irá produzir mais energia, com a mesma área de superfície.

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