A Suíça criou uma célula solar flexível com eficiência recorde

As células solares feitas de materiais flexíveis permitirão cobrir estruturas de qualquer formato com uma superfície geradora, o que ampliará significativamente o escopo do uso de painéis solares. Além disso, a produção rolo a rolo reduzirá significativamente o custo de produção de painéis. Já existem painéis flexíveis, mas sua eficiência deixou muito a desejar. Mas agora os cientistas da Suíça chegaram perto de resolver esse problema.

Fonte da imagem: Empa

Pesquisadores dos Laboratórios Federais Suíços de Ciência e Tecnologia de Materiais (EMPA) apresentaram uma célula solar flexível baseada no chamado composto CIGS com uma eficiência recorde de 21,38%. A conquista anterior dos cientistas é uma célula CIGS com eficiência de 20,8%. A diferença parece pequena, mas os suíços têm pressionado bastante há mais de duas décadas.

A primeira célula CIGS feita de um composto de cobre, índio, gálio e selênio foi criada na EMPA em 1999 e tinha uma eficiência de 12,8%. Em 2005, os cientistas aumentaram a eficiência da célula para 14,1% e cinco anos depois – para 17,6%. Em 2011, a eficiência aumentou para 18,7% e 20,4% em 2013. Mais 6 anos depois, a eficiência aumentou para 20,8%. Uma longa jornada que aproximou a eficiência das células CIGS daquelas dos melhores painéis de silício (cristalinos) produzidos em massa da atualidade.

O próximo passo foi devido ao aprimoramento da tecnologia de co-evaporação de materiais em baixa temperatura para o crescimento de um filme semicondutor sobre uma fina camada de polímero. O novo ajuste da composição do filme e adições de ligas alcalinas permitiram melhorar ainda mais a eficiência da célula fotovoltaica flexível, o que foi confirmado por testes independentes por cientistas do Instituto Fraunhofer de Sistemas de Energia Solar da Alemanha.

O novo elemento manteve a eficiência de 21,38% inalterada por vários meses de testes, o que parece ser uma boa prova da confiabilidade da tecnologia, embora não se fale em produção comercial até agora e é improvável que seja uma questão de proximidade futuro.

Além disso, as células CIGS também tiveram um bom desempenho em pares tandem com outras células fotovoltaicas. Por exemplo, uma equipe do Helmholtz Zentrum Berlin (HZB) criou uma célula solar com uma eficiência de 24,16%. Sua célula consistia em uma camada CIGS e perovskita. Uma camada converteu a energia da radiação infravermelha, e a segunda – visível.