Três equipes de cientistas do Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB) alcançaram eficiência recorde para células solares em tandem com perovskita. O recorde foi registrado pelo Laboratório Nacional Americano para o Estudo de Energias Renováveis no nível de 29,8% e dá esperança de que o nível psicologicamente significativo de eficiência de 30% será alcançado em breve.
À esquerda está a parte frontal da fotocélula nano-texturizada e à direita está a parte traseira com o refletor. Fonte da imagem: Alexandros Cruz / HZB
O recorde anterior de pesquisadores certificados pelo NREL da Helmholtz-Zentrum Berlin foi estabelecido em janeiro de 2020 (um artigo dedicado a essa conquista foi publicado apenas em dezembro de 2020, como falamos em certa ocasião). Naquela época, os cientistas apresentaram uma célula tandem feita de silício com uma camada de perovskita com eficiência de 29,15%. Ao mesmo tempo, no momento da publicação dos dados de desenvolvimento em uma revista científica, um novo recorde de eficiência foi estabelecido para uma célula tandem com perovskita. Um novo recorde foi estabelecido por Oxford PV com uma eficiência de célula de 29,52%.
Hoje, os cientistas da Alemanha têm o orgulho de anunciar que seu desenvolvimento está novamente à frente dos demais. E embora o passo à frente tenha sido dado em uma fração de um por cento, a luta para atingir o marco de 30 por cento é uma “competição emocionante”, como os desenvolvedores garantem. Além disso, espera-se que o limite teórico para células tandem feitas de silício e perovskita seja de 35% de eficiência.
Se os pesquisadores seguirem esses passos microscópicos, é improvável que vejamos células solares inovadoras em um futuro próximo. Uma descoberta pode ser ajudada por uma nova descoberta. Ainda outro dia, cientistas americanos relataram que a eficiência das células solares com perovskita pode ser dramaticamente aumentada usando camadas 2D atomicamente finas desse mineral. Inclusive, na composição das fotocélulas tandem, onde o silício tradicional e a perovskita são usados.
Amran Al-Ashouri / HZB
Quanto ao trabalho dos cientistas alemães, eles melhoraram a eficiência aplicando nanotextura na parte frontal da fotocélula e instalando um refletor dielétrico na parte posterior. O refletor retorna a radiação infravermelha de volta para a camada de silício do elemento (o silício é focado em absorver os componentes vermelho e infravermelho do espectro solar), e a nanotextura na superfície da camada frontal de perovskita melhora a absorção do azul e componentes verdes do espectro. Os experimentos não terminam aí – os cientistas planejam aprofundar o estudo de vários tipos de texturas.