HZB estabelece outro recorde mundial para células solares tandem CIGS-Pero

A célula tandem combina CIGS e perovskita e atinge uma eficiência recorde certificada de 24,6%. © G. Farias Basulto / HZB

Os componentes mais importantes são claramente visíveis ao microscópio eletrônico de varredura: na camada de contato há cristais CIGS granulares, sobre os quais há uma camada intermediária de óxido de zinco dopado com alumínio, acima da qual fica a camada extremamente fina de perovskita (preta). Uma camada de óxido de zinco dopado com índio e um revestimento antirreflexo foram aplicados na parte superior. © HZB

Ao combinar duas películas finas semicondutoras para formar uma célula solar em tandem, altas eficiências podem ser alcançadas com uma pegada ecológica mínima. Equipes do HZB e da Universidade Humboldt de Berlim apresentaram uma célula tandem feita de CIGS e perovskita, que detém o novo recorde mundial com uma eficiência de 24,6%. Este valor foi certificado pelo Instituto Fraunhofer de Sistemas de Energia Solar ISE.

As células solares de película fina requerem pouca energia e material para serem produzidas e, portanto, são caracterizadas por uma pegada ecológica muito pequena. Além das conhecidas e líderes de mercado células solares de silício, também existem células solares de película fina, por exemplo, baseadas em cobre, índio, gálio e selênio, as chamadas células CIGS. Os filmes finos de CIGS podem até ser aplicados em substratos flexíveis.

Agora, especialistas do HZB, juntamente com a Universidade Humboldt de Berlim, desenvolveram uma nova célula solar tandem que combina uma célula inferior feita de CIGS com uma célula superior baseada em perovskita. Ao melhorar as camadas de contato entre as células superiores e inferiores, foi possível aumentar a eficiência para 24,6%. Este é o recorde mundial atual, o valor foi certificado pelo Instituto Fraunhofer de Sistemas de Energia Solar ISE em Freiburg.

Como sempre, esse valor recorde só pôde ser alcançado por meio de um esforço de equipe bem-sucedido: a célula superior foi produzida pelo aluno de mestrado da TU Berlin, Thede Mehlhop, supervisionado por Stefan Gall. A camada absorvedora de perovskita vem do laboratório conjunto do HZB e da Universidade Humboldt de Berlim. A subcélula CIGS e as camadas de contato foram fabricadas pelo pesquisador do HZB Guillermo Farias Basulto. Ele também usou a poderosa instalação do cluster KOALA, que permite o revestimento de perovskitas e camadas de contato no vácuo no HZB.

“No HZB temos laboratórios altamente especializados e também especialistas que oferecem o melhor desempenho em sua área. Com esta célula tandem recorde mundial, eles mostraram mais uma vez o quão proveitosamente trabalham juntos”, diz o Prof. Rutger Schlatmann, porta-voz do Departamento de Energia Solar do HZB.

O recorde agora relatado não é o primeiro recorde mundial no HZB: as equipes do HZB já atingiram valores recordes mundiais diversas vezes com células solares tandem, mais recentemente com células solares tandem de silício-perovskita, mas também com a combinação CIGS-perovskita.

“Estamos confiantes de que as células tandem CIGS-perovskita podem atingir eficiências muito maiores, provavelmente acima de 30%”, diz o Prof. Rutger Schlatmann.

arö