Cientistas alemães desenvolveram uma célula solar flexível com eficiência recorde de mais de 29%

Cientistas do Instituto Alemão de Tecnologia Karlsruhe apresentaram uma célula solar flexível do tipo tandem com uma eficiência recorde de 24,9%. Esses elementos são ideais para instalação em eletrônicos vestíveis e superfícies curvas. As novas células solares são baseadas no promissor material perovskita, que promete fazer com que a produção de células solares em tandem não seja tão cara quanto as de silício.

Fonte da imagem: Marco A. Ruiz-Preciado, KIT

Até o momento, as células solares de perovskita em tandem atingiram níveis recordes de eficiência de mais de 29%, enquanto as células de silício puro mostram uma eficiência máxima de 26,7% e a perovskita pura – 27,5%. O arranjo em tandem de camadas sensíveis à luz permite que cada uma delas trabalhe com seus próprios comprimentos de onda. Isso não é fácil de conseguir, uma vez que os materiais devem ser ajustados com precisão à largura do intervalo de banda e em termos de minimizar as perdas internas.

Ainda é mais difícil criar estruturas de filmes finos, mas os cientistas alemães conseguiram escolher uma combinação de materiais que estaria próxima do ideal – aos limites teóricos dos materiais. Em particular, disseleneto de cobre e índio (CuInSe2) e disseleneto de cobre, índio e gálio (CuInGaSe2) foram propostos como a segunda camada para fotocélulas flexíveis de perovskita. A redução da quantidade de gálio resulta em um band gap de cerca de um elétron-volt (eV), que é muito próximo do valor ideal de 0,96 eV para a célula solar inferior em conjunto.

A combinação de materiais proposta é leve e versátil, possibilitando imaginar o uso desses painéis solares tandem em veículos, equipamentos portáteis e dispositivos que podem ser dobrados ou enrolados. Os pesquisadores apresentaram suas descobertas na revista ACS Energy Letters.