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Energia

Células solares flexíveis batem dois recordes de eficiência

Redação do Site Inovação Tecnológica - 01/10/2011

Células solares flexíveis: CIGS e pontos quânticos batem recordes de eficiência
Esta é a nova célula solar flexível com recorde de eficiência de 18,7%.
[Imagem: Empa]

Células solares CIGS

Pesquisadores do laboratório suíço EMPA bateram um novo recorde de eficiência em suas células solares CIGS.

CIGS é uma sigla formada pela iniciais de cobre, índio, gálio e selênio (na verdade um disselento), os materiais usados na construção da célula solar.

Este tipo de célula pode ser fabricado em filmes plásticos e até por impressão jato de tinta.

A menor eficiência das células solares CIGS - em relação às células fotovoltaicas de silício - deve-se principalmente à baixa temperatura que deve ser usada para que elas sejam aplicadas sobre o plástico.

Os pesquisadores suíços, que trabalham tanto com substratos plásticos quanto de vidro, conseguiram baixar a temperatura ótima para a deposição sem perder eficiência.

Pinturas solares

O novo processo permitiu atingir um recorde de 18,7% na conversão solar-elétrica quando as células CIGS são aplicadas sobre plástico.

Isto as coloca praticamente em pé de igualdade com as células solares de silício, mas com duas vantagens substanciais: um custo muito menor e a flexibilidade do plástico.

Os pesquisadores também demonstraram que o processo é adequado para a aplicação das células solares sobre metais, incluindo o aço- neste caso, a eficiência atingida foi de 17,7%.

Isso abre caminho, por exemplo, para a criação de "pinturas solares" para carros elétricos, que ajudarão a carregar as baterias, assim como o uso da energia solar em uma infinidade de aplicações onde a instalação dos pesados painéis solares atuais não é adequada.

Os pesquisadores criaram uma empresa, chamada Flisom, para aprimorar a aplicação do novo processo de baixa temperatura por um sistema industrial de fabricação contínua por impressoras de rolo (roll-to-roll).

Células solares flexíveis: CIGS e pontos quânticos batem recordes de eficiência
O avanço foi obtido encapsulando os pontos quânticos coloidais com uma única camada de átomos, o que permite seu adensamento.
[Imagem: Tang et al./Nature Materials]

Célula solar de pontos quânticos

Por sua vez, um grupo de pesquisadores canadenses, sauditas e norte-americanos criou a célula solar de pontos quânticos mais eficiente já fabricada até hoje.

Pontos quânticos são semicondutores em nanoescala que capturam os fótons e geram uma corrente elétrica.

Devido ao seu tamanho minúsculo, eles podem ser aspergidos sobre superfícies flexíveis, inclusive plástico. Isso os torna promissores para a fabricação de painéis solares mais baratos.

O avanço foi obtido encapsulando os pontos quânticos coloidais (CQD: collodial quantum dots) com uma única camada de átomos.

Isso é importante porque aumenta a densidade dos pontos quânticos, o que eleva o rendimento do painel solar como um todo. Quanto menor for essa camada passiva de aglomeração, maior é a densidade obtida.

"Nós descobrimos como encolher os materiais de passivação para o menor tamanho imaginável," disse Ted Sargent, da Universidade de Toronto, no Canadá, que tem um longo histórico no desenvolvimento desse tipo de célula solar.

O rendimento das células solares de pontos quânticos ainda é substancialmente menor do que as células solares de silício.

Mas o aumento agora obtido em sua eficiência e a possibilidade de sua aplicação por spray foram suficientes para que a empresa MaRS Innovations se interessasse pela tecnologia para levá-la ao mercado.

Bibliografia:

Artigo: Colloidal-quantum-dot photovoltaics using atomic-ligand passivation
Autores: Jiang Tang, Kyle W. Kemp, Sjoerd Hoogland, Kwang S. Jeong, Huan Liu,, Larissa Levina, Melissa Furukawa, Xihua Wang, Ratan Debnath, Dongkyu Cha, Kang Wei Chou, Armin Fischer, Aram Amassian, John B. Asbury, Edward H. Sargent
Revista: Nature Materials
Data: 18 September 2011
Vol.: Published online
DOI: 10.1038/nmat3118

Artigo: Highly efficient Cu(In,Ga)Se2 solar cells grown on flexible polymer films
Autores: Adrian Chirila, Stephan Buecheler, Fabian Pianezzi, Patrick Bloesch, Christina Gretener, Alexander R. Uhl, Carolin Fella, Lukas Kranz, Julian Perrenoud, Sieghard Seyrling, Rajneesh Verma, Shiro Nishiwaki, Yaroslav E. Romanyuk, Gerhard Bilger, Ayodhya N. Tiwari
Revista: Nature Materials
Data: September 2011
Vol.: Published online
DOI: 10.1038/nmat3122






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