O CIGS, um material semicondutor, é preferido por sua capacidade de absorver luz e sua estabilidade a longo prazo. No entanto, sua superfície rugosa dificultava até agora a deposição de perovskita, outro material promissor para células solares. Essa combinação era muito aguardada para painéis solares leves e de alto desempenho.

A equipe do professor Jichun Ye publicou seus resultados na Nature Energy. Seu método baseia-se em uma estratégia inovadora de dissolução-adsorção, utilizando dois tipos de solventes para otimizar a adesão das camadas. Uma camada de sementes de perovskita também melhora a cristalinidade e a aderência.

O resultado é uma célula solar tandem flexível de 1,09 cm², atingindo uma eficiência recorde de 24,6%. Após 3.000 dobras e 320 horas de operação, ela mantém mais de 90% de seu desempenho inicial, demonstrando uma robustez excepcional.

Esse avanço abre caminho para aplicações comerciais de células solares tandem flexíveis. Elas poderiam revolucionar o setor de energia solar, oferecendo soluções leves, eficientes e duráveis.

O que é perovskita e por que é usada em células solares?

A perovskita é um material cristalino que revolucionou o campo das células solares graças às suas propriedades ópticas excepcionais. Ela absorve luz com muita eficiência e pode ser produzida a baixo custo.

Esse material permite converter uma ampla gama de comprimentos de onda em eletricidade, tornando-o um candidato ideal para células solares. Além disso, sua estrutura pode ser modificada para otimizar seu desempenho.

Ao contrário dos silícios tradicionais, a perovskita pode ser depositada como camadas finas, abrindo caminho para aplicações flexíveis e leves. No entanto, sua estabilidade a longo prazo ainda é um problema a ser superado.

Os últimos avanços, como os deste estudo, mostram que existem soluções para melhorar a durabilidade da perovskita, especialmente combinando esse material com outros como o CIGS.

Como funciona uma célula solar tandem?

Uma célula solar tandem combina dois materiais semicondutores diferentes para captar energia solar com mais eficiência. Cada material é otimizado para absorver uma parte específica do espectro solar.

No caso das células perovskita/CIGS, a perovskita capta principalmente a luz visível, enquanto o CIGS é eficaz para os infravermelhos. Essa complementaridade aumenta significativamente a eficiência de conversão.

A montagem desses dois materiais em uma única célula apresenta problemas técnicos, especialmente na adesão entre as camadas. Inovações como o antisolvente-seeding são cruciais para superar esses obstáculos.

As células tandem representam o futuro dos painéis solares, com eficiências potencialmente muito superiores às tecnologias atuais. Seu desenvolvimento é um desafio importante para a transição energética.

Fonte: Nature Energy