A tecnologia fotovoltaica de película fina combina eficiência e versatilidade

Atualmente, uma nova tecnologia fotovoltaica promete aumentar a eficiência de células solares. Para isso, pesquisadores do Instituto de Tecnologia de Karlsruhe (KIT) em parceria no projeto PERCISTAND, produziram células solares tandem de perovskita/CIS com uma eficiência de quase 25% — o montante mais alto com essa categoria de tecnologia até agora.

Dessa forma, a combinação de materiais é versátil e leve, sendo possível vislumbrar o uso dessas células solares em equipamentos portáteis, veículos e outros dispositivos, que podem ser enrolados ou dobrados. Tais resultados foram publicados na revista ACS Energy Letters.

Vale ressaltar que a tecnologia fotovoltaica e as células solares perovskita tem apresentado enormes progressos na última década. Atualmente, a sua eficiência é comparável a de células solares de silício, que possuem uma estrutura estabelecida. As perovskitas são materiais inovadores que possuem uma estrutura cristalina especial.

Consequentemente, pesquisadores em todo o planeta buscam preparar a tecnologia fotovoltaica de perovskita para aplicações práticas. Isso porque quanto mais eletricidade eles geram por unidade de área de superfície, mais adequadas são as células solares para os consumidores.

Nesta perspectiva, a eficiência das células solares pode ser ampliada empilhando duas ou mais células. Assim, se cada uma das colunas empilhadas for eficiente na absorção de luz de uma parte diferente do espectro solar, as perdas inerentes são reduzidas e sua eficiência aumenta.

A nova tecnologia fotovoltaica que promete mudar o mundo

Devido a sua versatilidade, as células solares de perovskita são ótimos componentes para esses conjuntos. Sendo assim, as células solares tandem que usam perovskitas e silício atingiram um nível de eficiência de mais de 29%, um recorde contemporâneo. Inclusive, tal proporção é maior que as células individuais de perovskita, que tem cerca de 25,7%.

Dessa forma, a combinação de perovskitas com outros materias como disselento de cobre-índio (CIS) oferecer maiores beneficios. Isso porque tais combinações produzem células solares também mais flexíveis, que podem ser instaladas em edifícios, veículos e equipamentos portáteis.

Para isso, uma equipe de pesquisadores, liderada pelo Dr. Marco A. Ruiz-Preciado e o professor Ulrich W. Paetzold, do Light Technology Institute (LTI) e do Institute of Microstructure Technology (IMT), respectivamente, produziram células solares em tandem com eficiência máxima de 23,5% certificadas.

Consequentemente, tal resultado é a maior eficiência encontrada para esta tecnologia fotovoltaica, que combina uma célula solar de disseleneto de cobre-índio quase sem a presença de gálio de conjunto. Assim, a redução de gálio resulta em um gap estreito de aproximadamente um elétron-volt (eV).

Basicamente, um band gap é uma característica do material que determina a parte do espectro solar que uma célula solar pode absorver para produzir eletricidade. Neste sentido, se o band gap da célula inferior mudar, o band gap da célula superior deve ser ajustado, e vice-versa.

Por fim, tal mudança na tecnologia fotovoltaica pode ser um grande passo para o uso de células solares no cotidiano da população. Isso porque o seu utensílio será adaptado para veículos, edifícios, pequenos equipamentos e muitos outros, adaptando a necessidade humana a novas tecnologias.