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

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.