Uma equipe de cientistas liderada por pesquisadores da Universidade Complutense de Madrid (Universidad Complutense de Madrid) criou a primeira célula solar do mundo usando fosfeto de gálio e titânio. Este composto é capaz de quase duplicar a eficiência do silício, prometendo uma eficiência máxima próxima de 60% para uma única junção pn.
Fonte da imagem: Universidade Complutense de Madrid
«Nosso grupo pesquisa esses elementos há mais de 15 anos”, disse Javier Olea Ariza, principal autor do estudo, à PV Magazine. “Publicamos o primeiro artigo da série em 2009 e, em nosso último artigo, passamos a criar os primeiros dispositivos reais. Os dispositivos ainda apresentam desempenho insatisfatório e sua eficiência atual é muito baixa. Embora seja necessário mais trabalho, o potencial teórico destes elementos poderia atingir uma eficiência de cerca de 60%.”
O material mais popular para a produção de células solares é o silício. O band gap do silício é de 1,1 eV (elétron-volts). De acordo com o limite de Shockley-Quisser, isto dá o limite máximo de eficiência teórica para uma única junção pn de silício de cerca de 32%. Acima deste valor não existe uma forma simples de obter maior eficiência para um painel solar. É necessário sobrepor várias transições umas sobre as outras para absorver diferentes faixas de luz ou, por exemplo, para focar a luz – aumentar sua intensidade de uma forma ou de outra.
Se os cientistas puderem desenvolver junções únicas baseadas em GaP:Ti, então, com seu intervalo de banda de 2,26 eV, a eficiência de conversão de uma única junção promete aumentar para 60%. Mas até agora apenas uma pequena parte do trabalho foi feita para avançarmos rumo a este resultado incrível. Os cientistas registraram apenas que um protótipo inicial de célula GaP:Ti com uma área de 1 cm2 é capaz de absorver fótons com eficiência para conversão fotoelétrica abaixo de 550 nm e em uma banda estreita acima dessa marca. Aparentemente, o titânio é responsável por este último. Os pesquisadores começarão a trabalhar na criação de um protótipo de um novo elemento com maior eficiência, com o qual será possível pensar em algo mais que o silício.