Tecnologia Científica

Revestimentos impressos permitem células solares mais eficientes
Cientistas de Cambridge, Imperial e Cingapura desenvolveram um manãtodo para imprimir revestimentos ultrafinos em células solares de última geraça£o, permitindo que trabalhem em conjunto com células solares de sila­cio para aumentar a eficiaªnc
Por Sarah Collins - 09/07/2020


Canãlula solar em perovskita com revestimento de a³xido - Crédito: Rob Jagt

A energia fotovoltaica, ou células solares, trabalha absorvendo a luz solar para produzir eletricidade limpa. Mas a energia fotovoltaica pode absorver apenas uma fração do espectro solar, o que limita sua eficiência. A eficiência ta­pica de um painel solar éde apenas 18 a 20%.

Os pesquisadores tem procurado uma maneira de superar esse limite de eficiência com uma abordagem econa´mica e que possa ser usada em todo o mundo. Recentemente, os pesquisadores começam a desenvolver células solares 'em tandem' empilhando duas células solares, absorvendo partes complementares do espectro solar umas sobre as outras. A mais promissora dessas células solares em tandem éum dispositivo de perovskita empilhado em um dispositivo de sila­cio.

Quase todas as células solares comerciais são feitas de sila­cio, mas as perovskitas de halogeneto são um novo tipo de material que alcana§ou rapidamente eficiências compara¡veis ​​ao sila­cio. Os perovskitas absorvem a luz visível, enquanto o sila­cio absorve a luz do infravermelho pra³ximo: uma canãlula solar em tandem de perovskita e sila­cio pode atingir realisticamente 35% de eficiência na próxima década.

No entanto, o desafio dessas células solares em tandem éque o eletrodo que cobre a canãlula solar de perovskita precisa ser transparente e esse eletrodo transparente édepositado usando processos de alta energia que danificam a perovskita.

Uma equipe de pesquisadores do Departamento de Ciência dos Materiais e Metalurgia de Cambridge, liderada pela professora Judith Driscoll e pelo Dr. Robert Hoye, trabalhando com o Imperial College de Londres e o Instituto de Pesquisa de Energia Solar de Cingapura, desenvolveu um manãtodo para "imprimir" um revestimento protetor de a³xido de cobre sobre o dispositivo perovskita. Eles mostraram que apenas um revestimento de 3 nana´metros de espessura ésuficiente para evitar danos a  perovskita após o depa³sito do eletrodo superior transparente. Esses dispositivos atingem 24,4% de eficiência em conjunto com uma canãlula de sila­cio. Seus resultados são relatados na revista ACS Energy Letters .

A chave do sucesso éa capacidade do manãtodo de crescimento de a³xido de replicar a qualidade de técnicas precisas baseadas em va¡cuo, mas ao ar livre e muito mais rapidamente. Isso minimiza qualquer dano a  perovskita ao revesti-la com o a³xido, enquanto garante que o a³xido cultivado tenha alta densidade, de modo que apenas uma camada muito fina énecessa¡ria para proteger completamente a perovskita. Esta 'impressora de a³xido' baseada em vapor tem o potencial de ser escalada para os padraµes comerciais.

 

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